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
吲哚奈韦（indinavir）；样品基质：PBS（pH 7.5），目标基质为血浆/生物样品
检测原理
吲哚奈韦与固定在DDAB囊泡中的CYP3A4活性位点结合后，诱导血红素Fe3+由低自旋向高自旋转变，促进Fe3+/Fe2+电子转移。DDAB类膜环境维持酶活性并促进直接电子转移。在好氧条件下，电极在约-680 mV将CYP3A4(FeIII)还原为FeII，FeII与O2结合形成FeII-O2，再经电子还原断裂O-O键生成FeIV=O，并对吲哚奈韦进行单加氧代谢。底物结合与催化周转使还原电流和单加氧电流随吲哚奈韦浓度增加而增大，最终由安培法读出。该过程利用酶催化循环实现信号放大，无需外源标记物。
检测灵敏度
LOD: 6.158 × 10−2 mg L−1；线性范围: 至 20 mM
效应效果
传感器对吲哚奈韦响应良好，PBS空白无响应；有氧响应高于无氧，说明信号来自底物结合与单加氧催化。检出限为6.158×10−2 mg/L，低于服药后8 h血浆浓度0.13–8.6 mg/L，校准线性延伸至20 mM，响应时间约40 s。作者认为该CYP3A4生物传感器可作为快速、低成本手段，替代现有昂贵且复杂的抗逆转录病毒药物代谢分析方法，适用于血浆等生物样品监测；文中未报告选择性、RSD、稳定性或实际样品回收率，为抗HIV药物代谢研究提供新工具。
传感器的构成
- 工作电极/基底：铂盘电极（Pt disk electrode, BAS），提供电子转导与电化学信号读出
- 仿生膜修饰层：二癸基二甲基溴化铵（DDAB）囊泡分散液，形成类膜微环境并促进CYP3A4血红素中心与电极直接电子转移
- 识别/催化元件：细胞色素P450-3A4（CYP3A4），识别吲哚奈韦并催化其单加氧代谢，血红素Fe3+/Fe2+发生电子转移
- 稳定/交联层：牛血清白蛋白（BSA）与戊二醛（Glu, 2.5%），辅助稳定酶-囊泡体系并交联固定生物层
- 电解液/反应介质：磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.5），提供离子导电与酶促反应环境
中文摘要
本研究开发了一种用于检测蛋白酶抑制剂抗逆转录病毒药物吲哚奈韦（indinavir）的安培型药物代谢生物传感器。该传感器以铂盘电极为基底，将细胞色素P450-3A4（CYP3A4）包埋于二癸基二甲基溴化铵（DDAB）囊泡体系中，并用牛血清白蛋白（BSA）和戊二醛（Glu）交联固定。循环伏安、方波伏安和脉冲伏安结果表明，该生物电极在好氧和厌氧条件下均呈现血红素硫醇盐CYP3A4中Fe3+/Fe2+准可逆氧化还原行为。传感器对吲哚奈韦表现出良好响应，检出限为6.158×10−2 mg/L，响应时间约40 s。该检出限低于服药后8 h血浆中吲哚奈韦浓度范围（0.13–8.6 mg/L），表明其可用于生物样品中该药物的快速、低成本监测。
英文摘要
An amperometric drug metabolism biosensor consisting of cytochrome P450-3A4 (CYP3A4) encapsulated in a didodecyldimethylammonium bromide (DDAB) vesicular system on a Pt disk electrode was developed for the determination of indinavir, a protease inhibitor antiretroviral drug. Cyclic, square wave and pulse voltammetric responses of the bioelectrode showed quasi-reversible electrochemistry of the Fe(3+)/Fe(2+) redox species of the heme thiolate CYP3A4 enzyme under aerobic and anaerobic conditions. The biosensor exhibited excellent response to indinavir with a detection limit and response time of 6.158 x 10(-2)mgL(-1), and 40s, respectively. The detection limit is well below the plasma concentration of indinavir (8h after intake) which range from 0.13 to 8.6mgL(-1).