组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
过氧化氢（H2O2）；样品基质：生物样品溶液/缓冲溶液（pH 5）
检测原理
POX1B 以明胶固定于金电极表面，作为识别与催化元件。当样品中的 H2O2 扩散至酶层时，POX1B 的血红素活性中心催化 H2O2 参与氧化还原反应，使电极界面发生电催化过程。在循环伏安扫描（-1 至 +1 V，100 mV/s）下，H2O2 存在时阳极氧化峰（约 +300 mV）显著增大，阴极还原峰缓慢降低，形成与 H2O2 浓度相关的电流响应。固定化使 POX1B 对 H2O2 的表观亲和力提高，Km(app) 由游离酶的约 0.5 mM 降至约 0.13 mM，从而增强低浓度响应。电流随 H2O2 浓度增加而增大，在 1–8 mM 范围内近似线性，无需额外化学放大。
检测灵敏度
线性范围: 1–8 mM H2O2（原文：concentrations between 1 and 8 mM；linear activity up to approx. 8 mM）
效应效果
POX1B 酶电极表现出良好稳定性：游离酶在 -20 和 4°C 储存近 2 个月保持全部活性，40 和 50°C 处理 40 min 保持全部活性，60°C 下仍保持较高活性（摘要称约 70%）；明胶固定化酶在 4°C 储存 1 个月保持全部活性。重现性方面，同一电极连续 3 次测定 10 mM H2O2 的 RSD 为 0.5%，三个不同电极分析曲线斜率的 RSD 为 1.2%。与 HRP 相比，HRP 在 6 和 8 mM H2O2 下活性下降，而 POX1B 在 1–8 mM 内保持线性，适合高浓度和酸性 pH 样品。0–250 mM NaCl 对酶活性影响轻微，表明抗盐干扰能力较好。
传感器的构成
- 工作电极基底：金电极（Au electrode），作为导电换能界面并固定酶层
- 参比电极：甘汞电极（calomel reference electrode），提供稳定电位参考
- 辅助电极：铂电极（Pt auxiliary electrode），构成三电极电化学测量回路
- 固定化基质：明胶（gelatin，6%），包埋并固定 POX1B，维持酶活性
- 交联固定剂：甲醛（formaldehyde），与明胶/酶混合增强固定化
- 识别催化元件：大蒜过氧化物酶 POX1B（POX1B），催化 H2O2 氧化还原反应
中文摘要
本研究从大蒜（Allium sativum）球茎中经硫酸铵沉淀、凝胶过滤和阴离子交换层析纯化过氧化物酶 POX1 同工酶。天然聚丙烯酰胺凝胶电泳显示 POX1 含 POX1A 和 POX1B 两种亚型。POX1B 对 H2O2 的表观 Michaelis 常数低于 POX1A，且兼具储存与操作稳定性，热稳定性高：60°C 下仍保留约 70% 活性，50 和 40°C 处理 40 min 仍保持全部活性；最适 pH 约 5，最适温度 30°C。随后以明胶为固定化基质将 POX1B 固定于金电极表面，采用循环伏安法进行电化学测量。结果表明，基于 POX1B 的酶电极在生物样品中 H2O2 监测方面具有良好应用潜力。
英文摘要
Peroxidase POX(1) isoenzyme was purified from garlic (Allium sativum L.) bulb by ammonium sulfate precipitation, gel filtration and anion-exchange chromatography. Native-PAGE profile showed two isoforms, designated POX(1A) and POX(1B). POX(1B) seems to be more attractive for biosensor design since its K(m) (app) for H(2)O(2) is lower than that of POX(1A). In addition to its storage and operational stability, POX(1B) was found to be highly heat-stable, since almost 70% of its activity was conserved at 60 degrees C, whereas full activity was retained at 50 and 40 degrees C for 40 min. The optimal pH was approx. 5 and the optimal temperature was 30 degrees C. Next, gelatin was used as a matrix for enzyme immobilization on a gold electrode surface and electrochemical measurements were performed by using cyclic voltammetry. POX(1B)-based electrodes show great potential for application in H(2)O(2) monitoring of biological samples.