组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
过氧化氢（hydrogen peroxide，H2O2）；样品基质：0.1 M磷酸钠缓冲液（pH 7.0）及牛奶加标样品
检测原理
传感器以金盘电极为换能基底，pCDSH通过巯基化学吸附形成聚合物修饰层，HRP-ADA依靠金刚烷与β-环糊精的主客体作用非共价固定。检测时，H2O2进入HRP活性中心，催化对苯二酚（HQ）氧化为对苯醌（BQ）；BQ扩散至电极表面并在-250 mV下被还原，电子经金电极传递，形成阴极电流。H2O2浓度越高，单位时间内生成的BQ越多，稳态阴极电流越大，从而实现定量检测。pCDSH的多价环糊精空腔提供亲水微环境并增强酶固定稳定性，酶催化循环起到信号放大作用。
检测灵敏度
LOD: 7 μM；线性范围: 28 μM–5.5 mM；灵敏度: 109 μA/M cm2（摘要）/125 μA/M cm2（结果）；斜率: 0.38 μA/mM；线性方程: ic(μA)=0.38×c(H2O2/mM)+0.02；相关系数: 0.998
效应效果
该传感器响应迅速，约10 s达到95%稳态电流。选择性方面，2.5 mM乙醇、葡萄糖、乳酸和柠檬酸对1.2 mM H2O2的电流比分别为1.08、1.00、1.07和1.07，基本无干扰；抗坏血酸和L-半胱氨酸分别使电流降至0.67和0.81，存在明显干扰。重现性良好，0.31和2.3 mM H2O2的RSD为3.3%和7.5%（n=10），四个电极对1.2 mM H2O2的RSD为7.6%。牛奶加标回收率为106%（310 μM加标，测得330±10 μM）和96%（2.3 mM加标，测得2.20±0.12 mM），2.3 mM重复10次RSD为8.2%。4 ℃保存40 d后保留98%活性。作者认为其重现性优于共价固定海藻酸钠体系，可用于生物医学、化学和环境样品分析。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（Au disk，3.04 mm2），作为工作电极和电子转导基底
- 聚合物修饰层：多巯基化β-环糊精聚合物（pCDSH），通过巯基化学吸附于金表面，提供β-环糊精空腔
- 识别/催化元件：金刚烷修饰辣根过氧化物酶（HRP-ADA），通过主客体超分子作用固定并催化H2O2
- 电化学介质：对苯二酚（HQ，1 mM），被HRP/H2O2氧化为对苯醌并在电极还原
- 参比电极：Ag/AgCl/KCl（3 M），提供稳定电位参考
- 对电极：铂丝（Pt wire），完成三电极电化学回路
中文摘要
本研究合成了一种多巯基化β-环糊精聚合物（pCDSH），并将其作为金电极的涂层材料。pCDSH通过多个巯基化学吸附于金表面，形成富含β-环糊精空腔的聚合物界面，用于非共价固定金刚烷修饰辣根过氧化物酶（HRP-ADA）。固定过程基于金刚烷与β-环糊精之间的主客体超分子缔合，无需共价键即可将酶稳定保留在电极表面。所得酶电极以对苯二酚（1 mM）为电化学介质，用作过氧化氢（H2O2）的安培生物传感器。该传感器具有快速安培响应，约10 s达到稳态电流；对H2O2在28 μM至5.5 mM范围内呈良好线性响应，检出限为7 μM，灵敏度为109 μA/(M·cm2)。在4 ℃、50 mM磷酸钠缓冲液（pH 7.0）中保存40 d后，仍保留98%的初始电催化活性。循环伏安实验证实了该固定方式的主客体超分子本质。
英文摘要
A polythiolated-beta-cyclodextrin polymer was synthesized and used as a coating material for gold electrodes. The functionalized electrodes were employed for immobilizing adamantane-modified horseradish peroxidase via supramolecular associations. The enzyme-containing electrode was used as an amperometric biosensor device with 1mM hydroquinone as electrochemical mediator. The biosensor exhibited a fast amperometric response (10s), a good linear response toward H(2)O(2) concentrations between 28 microM and 5.5 mM, and a low detection limit of 7 microM. The biosensor showed a sensitivity of 109 microA/Mcm(2) and retained 98% of its initial electrocatalytic activity after 40 days of storage at 4 degrees C in 50mM sodium phosphate buffer pH 7.0. The host-guest supramolecular nature of the immobilization method was confirmed by cyclic voltammetry.