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（H2O2）；样品基质：PBS 缓冲液（pH 6.8）中的 8 mM H2O2 批量溶液。
检测原理
该传感器以 PANI/PVS 导电聚合物膜作为电子导线和固定平台，HRP 通过静电作用固定于还原态 PANI/PVS 表面。检测时，H2O2 扩散至 HRP 活性中心并被催化还原，电子经 PANI 的共轭/掺杂结构传递至工作电极，在 -100 mV 下产生阴极安培电流；电流大小随 H2O2 浓度变化。PANI 膜厚决定电子转移距离、背景电流、充电电流和响应时间：膜过厚会增大电阻、形成裂纹并降低催化电流，膜过薄则催化位点不足。蛋白固定浓度过高会引起聚集和空间位阻，阻碍底物接近酶活性中心，从而降低信号。
检测灵敏度
原文未报告针对 H2O2 的 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
作者以 LM•+ 峰电流控制 PANI/PVS 膜厚。SPE 在约 -2.8 mA（约 10 次循环）时信号/背景比最高，为 24，膜厚约 13.7 μm、Ra 约 3.1 μm；GCE 催化电流在约 -4.1 mA 最大，SPE 在约 -6.3 mA 最大，但厚膜背景电流、响应时间增加并出现开裂。电极电阻从 -0.66 mA 的 0.008 kΩ 增至 -11.00 mA 的 42 kΩ。蛋白固定约 0.6 mg/mL 较优；10 mg/mL 抗体–金胶体聚集明显，5 mg/mL 分布较均匀，低浓度覆盖稀疏但信号可高于高浓度，说明聚集和空间位阻降低催化信号。未报告选择性、RSD、回收率或方法对比。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷碳浆工作电极（SPE，carbon paste C10903D14）或玻碳电极（GCE），银导电墨（Electrodag PF-410）与介电墨（Electrodag 452 SS BLUE）印刷于 PET（Melinex）基底，Ag/AgCl 参比电极与 Pt 网辅助电极用于三电极测量。
- 导电聚合物修饰层：聚苯胺/聚苯乙烯磺酸钠（PANI/PVS）膜，在 1 M HCl 中由苯胺电位动态聚合，PVS 作为掺杂剂维持电中性与 pH 稳定性，厚度约 13.7 μm，作为电子导线与蛋白固定平台。
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP，0.5–0.6 mg/mL）通过静电吸附固定于还原态 PANI/PVS 表面，催化 H2O2 还原产生安培信号。
- 表征用识别元件：HCG-α 单克隆抗体–胶体金颗粒（Ab–Au）固定于 PANI/PVS 表面，用于 SEM 背散射电子（BSE）成像观察蛋白分布。
- 表征信号标记：银增强试剂（SE100，含银盐、引发剂与硫代硫酸钠定影）沉积于胶体金周围，提高 BSE 对比度以定位蛋白群。
中文摘要
随着生物传感器对更低检出限和更高稳定性的要求不断提高，对传感器各功能层的表征已成为提升性能的关键。本文报道了基于聚苯胺（PANI）的电化学生物传感器中导电聚合物层与固定蛋白层的优化和表征。作者通过控制电位循环次数，在丝网印刷电极（SPE）和玻碳电极（GCE）表面电化学沉积不同厚度的聚苯胺/聚苯乙烯磺酸钠（PANI/PVS）膜，并系统考察膜厚对安培响应时间、充电电流、催化电流、背景电流及信号/背景比的影响。结果表明，较厚膜虽可提高催化电流，但会增大背景电流、充电电流和响应时间，并因表面开裂导致性能下降；以 LM•+ 峰电流约 -2.8 mA 对应的膜厚（约 13.7 μm）为最优。此外，采用静电法固定蛋白，并利用扫描电镜背散射电子模式结合金标记抗体，直接可视化不同浓度蛋白在传感器表面的分布，揭示了高浓度蛋白聚集和空间位阻对传感信号的影响。
英文摘要
With lower limits of detection and increased stability constantly being demanded of biosensor devices, characterisation of the constituent layers that make up the sensor has become unavoidable, since this is inextricably linked with its performance. This work describe the optimisation and characterisation of two aspects of sensor performance: a conductive polymer layer (polyaniline) and the immobilised protein layer. The influence of the thickness of polyaniline films deposited electrochemically onto screen-printed electrode surfaces is described in this work in terms of its influence on a variety of amperometric sensor performance characteristics: time to reach steady state, charging current, catalytic current, background current and signal/background ratios. The influence of polymer film thickness on the conductivity and morphology of finished films is also presented. An electrostatic method of protein immobilisation is used in this work and scanning electron microscopy in conjunction with gold-labelled antibodies and back-scattered electron detection has enabled the direct visualisation of individual groups of proteins on the sensor surface. Such information can provide an insight into the performance of sensors under influence of increasing protein concentrations.