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
总胆固醇（total cholesterol, Chol；含游离胆固醇与胆固醇酯）；样品基质：人血清、合成胆固醇血清、质控血清
检测原理
样品中的总胆固醇包括游离胆固醇和胆固醇酯。ChE 先将胆固醇酯水解为游离胆固醇，ChOx 再氧化胆固醇生成 cholest-4-en-3-one 和 H2O2。HRP 利用 H2O2 将可溶性介质 TBC 氧化为 TBB，TBB 在玻璃碳电极 -150 mV 处被还原，产生与胆固醇浓度成正比的催化电流。旋转盘通过强制对流降低传质阻力，减小表观 Michaelis 常数并提高电流；固定 AAOx 的前置柱氧化抗坏血酸，降低电化学干扰。
检测灵敏度
LOD: 11.9 nM；线性范围: 1.2 μM–1 mM；灵敏度斜率: 69.49 nA/mM；r = 0.999（摘要）/0.998（结果）
效应效果
该传感器响应时间约 2 min，使用寿命摘要报告为 25 d，表 3 列为 30 d。重复标准溶液标准误差小于 4%；QC 样品日内 CV 0.70–1.80%、日间 1.00–2.30%；人血清日内 1.4–4.6%、日间 1.8–5.9%。加标回收率 96.6–103%，平均 100.1%。赖氨酸、葡萄糖、乳酸、尿酸干扰小；10 mM 抗坏血酸使电流降低约 4.8%，经 AAOx 前置柱消除。与分光光度法测定 10 份人血清结果一致，适合 FIA 快速定量。
传感器的构成
- 基底/换能器：Teflon 旋转盘（嵌入微型磁搅拌棒）与玻璃碳电极（GCE），提供旋转传质和电化学检测。
- 载体/修饰层：3-氨基丙基改性控制孔玻璃（APCPG），涂覆于旋转盘表面，提供氨基载体。
- 交联/活化层：戊二醛（glutaraldehyde）活化 APCPG 氨基，形成醛基用于酶共价固定。
- 识别/催化酶层：胆固醇酯酶（ChE）、胆固醇氧化酶（ChOx）、辣根过氧化物酶（HRP）共固定于 APCPG，实现胆固醇酯水解、胆固醇氧化和 H2O2 介导信号转换。
- 信号标记/电子供体：4-叔丁基邻苯二酚（TBC）作为可溶性氧化还原介质，被 HRP/H2O2 氧化为 4-叔丁基邻苯醌（TBB）。
- 干扰消除前置柱：Tygon 微填充柱内 APCPG-AAOx（抗坏血酸氧化酶，AAOx），氧化消除抗坏血酸（AA）干扰。
- 电化学检测组件：Ag/AgCl/3 M NaCl 参比电极、Pt 辅助电极和 BAS LC-4C 恒电位仪，在 -150 mV 读取催化电流。
中文摘要
本文报道了一种用于酶法测定胆固醇的电化学旋转生物传感器。该传感器将胆固醇酯酶（ChE）、胆固醇氧化酶（ChOx）和辣根过氧化物酶（HRP）共同固定于旋转圆盘上，并以玻璃碳电极为检测器，配合 Ag/AgCl/3 M NaCl 参比电极和可溶性氧化还原介质 4-叔丁基邻苯二酚（TBC）。ChE 将酯化胆固醇水解为游离胆固醇，ChOx 将其氧化并产生过氧化氢；HRP 催化过氧化氢将 TBC 氧化为 4-叔丁基邻苯醌（TBB），玻璃碳电极对 TBB 浓度产生响应。系统还集成固定抗坏血酸氧化酶（AAOx）的微填充柱作为前置反应器，以消除抗坏血酸干扰。该方法可在 1.2 μM–1 mM 范围内测定总胆固醇（r=0.999），响应时间约 2 min，使用寿命可达 25 d，检出限为 11.9 nM，重复标准溶液的标准误差小于 4%。
英文摘要
Fabrication of an amperometric-rotating biosensor for the enzymatic determination of cholesterol is reported. The assay utilizes a combination of three enzymes: cholesterol esterase (ChE), cholesterol oxidase (ChOx) and peroxidase (HRP); which were co-immobilizing on a rotatory disk. The method is developed by the use of a glassy carbon electrode as detector versus Ag/AgCl/3M NaCl in conjunction with a soluble-redox mediator 4-tert-butylcatechol (TBC). ChE converts esterified cholesterol to free cholesterol, which is then oxidized by ChOx with hydrogen peroxide as product. TBC is converted to 4-tert-butylbenzoquinone (TBB) by hydrogen peroxide, catalyzed by HRP, and the glassy carbon electrode responds to the TBB concentration. The system has integrated a micro packed-column with immobilized ascorbate oxidase (AAOx) that works as prereactor to eliminate l-ascorbic acid (AA) interference. This method could be used to determine total cholesterol concentration in the range 1.2muM-1mM (r=0.999). A fast response time of 2min has been observed with this amperometric-rotating biosensor. Lifetime is up to 25 days of use. The calculated detection limits was 11.9nM. Reproducibility assays were made using repetitive standards solutions (n=5) and the percentage standard error was less than 4%.