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
环丙沙星（ciprofloxacin, CF）；样品基质：磷酸盐缓冲液标准溶液、片剂、注射剂、眼药水等药物制剂样品。
检测原理
固定于旋转盘上的HRP在H2O2存在下催化邻苯二酚（Q）氧化为邻苯醌（P）。旋转盘降低扩散层厚度，增强底物向酶活性位点的传质，使酶促反应接近初始速率并放大醌生成量。P在玻碳电极-200 mV下发生还原，产生安培电流。CF的哌嗪基团作为亲核试剂与P发生Michael加成，生成CF-醌衍生物，消耗可还原醌，使还原电流下降。ΔI随CF浓度增加而增大，在pH 7时响应最佳，因为哌嗪亲核性与HRP稳定性达到平衡。该体系以酶催化循环和旋转传质作为信号放大策略，实现痕量CF的电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 0.4 nM；线性范围: 0.02–65 μM；灵敏度: 0.52 μA/μM；相关系数 r = 0.999
效应效果
方法在0.02–65 μM线性，r=0.999，LOD 0.4 nM，处理速度25样品/小时。定量限处变异系数11%（<20%）；12 μM CF重复标准（n=5）标准误差<3%。合成片剂加标回收率99.7%–100.4%，平均100.05%，VC 0.9%–1.4%。特异性试验中片剂辅料不干扰，纯CF与合成片剂响应VC分别为0.53%和0.47%。连续使用近3 h，每4个样品注入12 μM CF标准，8个样品后催化电流无明显衰减。无需萃取即可测定7种商品制剂，作者认为该HRP旋转生物传感器快速、选择性好、成本低，适用于痕量CF定量。
传感器的构成
- 工作电极：玻碳电极（GCE），置于旋转酶盘上方，在-200 mV下还原邻苯醌并输出安培信号。
- 参比/辅助电极：Ag/AgCl（3.0 M NaCl）与Pt丝，构成三电极检测体系。
- 旋转酶盘基底：特氟龙（Teflon）盘内嵌磁搅拌条，承载固定化酶并旋转以增强传质。
- 载体修饰层：3-氨基丙基控孔玻璃（APCPG），提供氨基位点用于固定HRP。
- 交联固定剂：戊二醛（glutaraldehyde），与APCPG氨基反应形成醛基，再与HRP偶联。
- 催化识别元件：辣根过氧化物酶（HRP），催化H2O2氧化邻苯二酚（catechol, Q）生成邻苯醌（P）。
- 信号底物：邻苯二酚（Q）与H2O2，Q作为电子供体，其氧化产物P的还原电流为检测信号。
中文摘要
本文报道了一种用于测定环丙沙星（ciprofloxacin, CF）的酶促旋转生物传感器。辣根过氧化物酶（HRP）通过戊二醛固定在3-氨基丙基控孔玻璃（APCPG）上，并置于特氟龙旋转盘表面；玻碳电极（GCE）位于酶盘上方，在-200 mV下检测邻苯醌的还原电流。在H2O2存在下，HRP催化邻苯二酚（catechol, Q）氧化生成邻苯醌（P），产生可还原信号。当溶液中加入含哌嗪基团的CF时，CF与醌发生Michael加成，生成CF-醌衍生物，使可还原醌减少，峰电流随CF浓度增加而降低。pH 7时响应最高。方法在0.02–65 μM范围内线性良好（r=0.999），检出限为0.4 nM，处理速度可达25个样品/小时。该传感器成功应用于多种含CF药物制剂，表明其快速、灵敏、低成本的分析价值。
英文摘要
The high sensitivity that can be attained using an enzymatic system and mediated by catechol has been verified by on-line interfacing of a rotating biosensor and continuous flow/stopped-flow/continuous-flow processing. Horseradish peroxidase, HRP [EC 1.11.1.7], immobilized on a rotating disk, in the presence of hydrogen peroxide, catalyzed the oxidation of catechol, whose back electrochemical reduction was detected on a glassy carbon electrode surface at -200mV. Thus, when ciprofloxacin (CF) was added to the solution, this piperazine-containing compound participate in Michael addition reactions with catechol to form the corresponding piperazine-quinone derivatives, decreasing the peak current obtained, in proportion with the increase of its concentration. The highest response for CF was obtained around pH 7. This method could be used to determine CF concentration in the range of 0.02-65muM (r=0.999). The determination of CF concentration was possible with a detection limit of 0.4nM, in the processing of as many as 25 samples per hour. Application of this analysis to different pharmaceutical samples containing CF supports the utility of the HRP-rotating biosensor.