组成图示
示意图生成中
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
过氧化氢（hydrogen peroxide, H2O2）；样品基质：磷酸盐缓冲液（1.0 mM, pH 5.0）含0.1 M KCl
检测原理
Hb被嵌入ODA LB膜后，血红素活性中心保持可及性，ODA有序疏水膜降低Hb与Au电极间的电子转移阻力，使Hb血红素Fe(III)/Fe(II)与电极发生直接电子转移。当溶液中存在H2O2时，Hb作为模拟酶催化H2O2还原，Hb在催化循环中被再生，电极在负电位下发生H2O2还原反应，产生明显的阴极催化峰。随着H2O2浓度升高，催化电流线性增大。该过程无需电子介质，信号来源于Hb直接电子转移与H2O2催化还原的叠加，因此阴极电流可反映H2O2浓度。
检测灵敏度
LOD: 0.4 × 10−6 M；线性范围: 1 × 10−6 to 5 × 10−5 M；R^2 = 0.9982
效应效果
论文未报告选择性、抗干扰、实际样品加标回收率及与ELISA、HPLC或qPCR等方法的对比。稳定性方面，在3 μM H2O2中每日进行循环伏安测试，传感器于4℃、0.01 M磷酸盐缓冲液（pH 7.0）中保存，7 d后仍保留85%初始响应，作者认为可能与Hb从LB膜泄漏或失活有关。重现性方面，3 μM H2O2下RSD为4.8%（n=5），同批制备的四个电极RSD为6.7%。作者认为LB法简单方便，可制备有序紧密的Hb–ODA LB膜，实现Hb快速直接电子转移，无需电子介质，适用于H2O2的电化学检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：9 MHz AT-cut压电石英晶体（PQC）上的金电极（Au，直径5.0 mm），提供导电基底与电化学换能
- 修饰层：十八胺（ODA）Langmuir–Blodgett（LB）单层，垂直提拉沉积于Au表面，形成有序疏水膜并促进电子转移
- 识别/催化元件：血红蛋白（Hb）嵌入ODA LB膜中，作为血红素模拟酶，催化H2O2还原并实现直接电子转移
- 信号元件：Hb血红素Fe(III)/Fe(II)中心，无需外源电子介质，直接产生阴极催化电流
- 电解质环境：1.0 mM磷酸盐缓冲液（pH 5.0）含0.1 M KCl，提供离子导电与反应介质
中文摘要
本文报道了一种基于Langmuir–Blodgett（LB）技术构建的过氧化氢电化学生物传感器。将血红蛋白（Hb）与十八胺（ODA）在气–水界面形成Hb–ODA LB膜，并垂直提拉沉积于金电极表面。原子力显微镜（AFM）图像表明，Hb分子以有序、紧密的形式存在于ODA层中。固定化Hb在1.0 mM磷酸盐缓冲液（pH 5.0）含0.1 M KCl中，于200 mV s−1扫描速率下呈现一对稳定、明确的氧化还原峰，电子转移速率常数为4.58±0.95 s−1，形式电位为−185 mV（vs Ag/AgCl），对应Hb血红素Fe(III)/Fe(II)氧化还原对。在pH 5–8范围内，形式电位随pH线性负移，斜率为−23.8 mV pH−1，表明质子参与电极反应。ODA层可促进Hb与电极之间的电子转移。该修饰电极无需电子介质即可对过氧化氢（H2O2）的还原表现出电化学催化活性。
英文摘要
The present paper describes the modification of hemoglobin (Hb)-octadecylamine (ODA) Langmuir-Blodgett (LB) film on a gold electrode surface to develop a novel electrochemical biosensor for the detection of hydrogen peroxide. Atomic force microscopy (AFM) image of Hb-ODA LB film indicated Hb molecules existed in ODA layer in a well-ordered and compact form. The immobilized Hb displayed a couple of stable and well-defined redox peaks with an electron transfer rate constant of 4.58+/-0.95s(-1) and a formal potential of -185mV (versus Ag/AgCl) in phosphate buffer (1.0mM, pH 5.0) contain 0.1M KCl at a scan rate of 200mVs(-1), characteristic of Hb heme Fe(III)/Fe(II) redox couple. The formal potential of Hb heme Fe(III)/Fe(II) redox couple in ODA film shifted linearly between pH 5 and 8 with a slope of -23.8mVpH(-1), suggesting that proton took part in electrochemical reaction. The ODA could accelerate the electron transfer between Hb and the electrode. This modified electrode showed an electrochemical activity to the reduction of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) without the aid of any electron mediator.