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
尿酸（uric acid, UA）；样品基质：PBS 缓冲液、人血清（1:10 稀释）
检测原理
尿酸酶固定在羧基功能化 ZnS QDs 上，催化尿酸发生氧化反应。由于 ZnS QDs 具有半导体导电性和生物相容性，反应产生的电子可经 ZnS QDs 导电通道、L-半胱胺自组装层传递至金电极，形成阳极氧化峰电流。该过程无需外加电子介质，属于无试剂安培检测。ZnS QDs 纳米尺寸提供大量结合位点，提高尿酸酶负载量，同时改善酶与电极间的电子传递效率，使 DPV 峰电流随尿酸浓度增加而线性增大。
检测灵敏度
LOD: 2.0 × 10^-6 mol L^-1 at 3σ；线性范围: 5.0 × 10^-6–2.0 × 10^-3 mol L^-1；r = 0.9996；灵敏度: 3.42 × 10^-4 A cm^-2 mM^-1；较尿酸酶/L-半胱胺传感器（4.72 × 10^-5 A cm^-2 mM^-1）提高 7.25 倍
效应效果
该传感器对尿酸具有良好选择性：抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）的氧化峰分别位于 0.196 V 和 0.439 V，葡萄糖在该条件下无氧化峰，低浓度尿酸检测中 AA 干扰小。热稳定性方面，响应在 283–353 K 内于 328 K 达到最大，而对照尿酸酶/L-半胱胺传感器在 323 K 几乎失活。重现性 RSD 低于 5.3%（6 个传感器）；连续 10 次测量后活性损失 4.5%，4 ℃ 间歇储存 20 天后保留 80.5% 活性。血清样品检测与比色法结果一致，RSD 为 1.3%–4.4%，且无需昂贵设备和复杂前处理，适合低成本实际样品检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（Au disk electrode），经抛光和电化学清洗，作为工作电极提供电子传导。
- 自组装单层：L-半胱胺（l-cysteamine, l-cys）在金表面自组装形成 SAM，提供氨基用于后续共价偶联。
- 纳米材料修饰层：羧基功能化硫化锌量子点（ZnS QDs），通过 EDC 与 l-cys 氨基偶联，提供导电通道和更多酶结合位点。
- 识别元件：尿酸酶（uricase, EC 1.7.3.3），通过 EDC 交联到 ZnS QDs 表面羧基，催化尿酸氧化。
- 交联剂：1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC），促进羧基与氨基形成共价连接。
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲液（PBS, pH 6.9），用于酶孵育、清洗和检测，维持尿酸酶活性。
- 样品基质：人血清（blood serum），经 1:10 PBS 稀释后用于实际样品检测。
中文摘要
本文首次报道了一种基于硫化锌（ZnS）量子点（QDs）的无试剂安培尿酸生物传感器。该传感器无需电子介质即可检测尿酸。作者合成了表面带羧基的 ZnS QDs，其具有水溶性、生物相容性和导电性。ZnS QDs 偶联物可提供更多尿酸酶结合位点，从而提高酶负载量。因此，尿酸酶/ZnS QDs/L-半胱胺生物传感器相比未修饰 QDs 的尿酸酶/L-半胱胺传感器表现出更高的安培响应，且抗抗坏血酸干扰能力较好。该工作将羧基功能化 ZnS QDs 通过 EDC 共价偶联到金电极上的 L-半胱胺自组装层，再固定尿酸酶，形成导电纳米偶联界面。ZnS QDs 不仅改善电子传递，还维持尿酸酶活性，使传感器在 pH 6.9 下具有较高灵敏度、热稳定性和抗干扰能力，可用于血清尿酸检测。
英文摘要
A reagentless amperometric uric acid biosensor based on zinc sulfide (ZnS) quantum dots (QDs) was firstly developed. It could detect uric acid without the presence of an electron mediator. The carboxyl group functionalized ZnS QDs were synthesized, and they were soluble biocompatible and conductive. ZnS QDs conjugates could provide increased enzyme binding sites, which may result in higher enzyme loading. Thus, the proposed uricase/ZnS QDs/l-cys biosensor exhibited higher amperometric response compared to the one without QDs (uricase/l-cys biosensor). In addition, there was little AA interference. It showed a linear dependence on the uric acid concentration ranging from 5.0x10(-6) to 2.0x10(-3)molL(-1) with a detection limit of 2.0x10(-6)molL(-1) at 3sigma.