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
胆碱（choline）；血清中磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine, PC，经磷脂酶 D 水解为胆碱）；样品基质：磷酸盐缓冲液、血清
检测原理
胆碱在固定于 (EACC/ChOx)10 多层膜中的胆碱氧化酶（ChOx）催化下发生氧化反应，生成过氧化氢（H2O2）。H2O2 扩散至普鲁士蓝（PB）修饰层，在 0.0 V（对 Ag/AgCl）附近被 PB 电催化还原，电子经 Pt 电极传递，形成与胆碱浓度成正比的安培还原电流。由于 PB 可在低电位催化 H2O2 还原，避免了抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚等常见干扰物在较高阳极电位下的氧化。EACC/ChOx 多层膜超薄且通透，降低扩散阻力，使响应时间约 10 s；增加双层层数可提高酶负载量并线性增强灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 5 × 10−7 M；线性范围: 5 × 10−7 M–1.0 × 10−4 M；灵敏度: 88.6 μA mM−1 cm−2；线性回归: I (μA) = (−0.00316 ± 0.00177) + (−6.06002 ± 0.04116) × c (mM)；R = −0.9977
效应效果
该传感器在 0.0 V 下对胆碱具有良好选择性，依次加入 0.1 mM 抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚后电流变化很小。响应时间约 10 s（95% 稳态）。灵敏度随 EACC/ChOx 双层层数增加，从 2 层的 14.7 μA mM−1 cm−2 增至 10 层的 88.6 μA mM−1 cm−2，检出限由 1×10−4 M 降至 5×10−7 M。4 °C 磷酸盐缓冲液中保存约 2 个月后仍保留 85.7% 初始响应。用于血清磷脂酰胆碱分析时，与医院比色法结果一致，5 个样品回收率为 93.8±3.5% 至 106.2±6.1%。作者认为其适合临床样品中胆碱/磷脂酰胆碱的简便、快速检测。
传感器的构成
- 基底电极：铂（Pt）电极，抛光后作为工作电极与电子传导基底。
- 催化修饰层：普鲁士蓝（PB）膜，电沉积于 Pt 表面，在 0.0 V 附近电催化还原 H2O2。
- 聚阳离子固定层：6-O-乙氧基三甲基铵基壳聚糖盐酸盐（EACC），与 ChOx 静电交替吸附形成 LBL 多层膜，提供固定基质与通透性。
- 识别元件：胆碱氧化酶（ChOx），固定于 (EACC/ChOx)10 多层膜中，催化胆碱氧化生成 H2O2。
- 信号中间体：过氧化氢（H2O2），酶反应产物，被 PB 还原产生安培电流。
中文摘要
本文报道了一种基于层层自组装（LBL）技术制备的安培型胆碱生物传感器。将胆碱氧化酶（ChOx）与6-O-乙氧基三甲基铵基壳聚糖盐酸盐（EACC）在普鲁士蓝（PB）修饰的铂（Pt）电极表面通过静电吸附交替沉积，形成超薄 (EACC/ChOx)n 多层膜。传感器在 0.0 V（对 Ag/AgCl）下检测胆碱，具有较低检出限（5×10−7 M）、较快响应时间（10 s 内）、较高灵敏度（88.6 μA mM−1 cm−2）和良好选择性。其性能可归因于 LBL 膜的超薄特性以及 PB 对过氧化氢（H2O2）在低电位下的高效电催化还原，从而减少抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚等干扰。研究还评估了 pH、温度和应用电位对响应的影响，表观 Michaelis–Menten 常数为 (0.083±0.001)×10−3 M。传感器长期储存稳定性良好，源于 ChOx 在 EACC 多层膜中的强吸附。将其用于血清中磷脂酰胆碱分析时，结果与医院方法一致。
英文摘要
An amperometric choline biosensor was developed by immobilizing choline oxidase (ChOx) in a layer-by-layer (LBL) multilayer film on a platinum (Pt) electrode modified with Prussian blue (PB). 6-O-Ethoxytrimethylammoniochitosan chloride (EACC) was used to prepare the ChOx LBL films. The choline biosensor was used at 0.0V versus Ag/AgCl to detect choline and exhibited good characteristics such as relative low detection limit (5x10(-7)M), short response time (within 10s), high sensitivity (88.6muAmM(-1)cm(-2)) and a good selectivity. The results were explained based on the ultrathin nature of the LBL films and the low operating potential that could be due to the efficient catalytic reduction of H(2)O(2) by PB. In addition, the effects of pH, temperature and applied potential on the amperometric response of choline biosensor were evaluated. The apparent Michaelis-Menten constant was found to be (0.083+/-0.001)x10(-3)M. The biosensor showed excellent long-term storage stability, which originates from a strong adsorption of ChOx in the EACC multilayer film. When the present choline biosensor was applied to the analysis of phosphatidylcholine in serum samples, the measurement values agreed satisfactorily with those by a hospital method.