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（H2O2，hydrogen peroxide）；样品基质为 pH 7.0 PBS 缓冲液及医院消毒剂实际样品
检测原理
该传感器以 GCE 为基底，SN-CNTs 提供导电通道并降低 H2O2 还原过电位，HSG 将 Mb 固定于电极表面并保持其天然构象。Mb 血红素 Fe 中心与电极之间发生直接电子转移，MbFeIII 在 −0.45 V 附近被还原为 MbFeII；MbFeII 进一步催化 H2O2 还原，使电子转移循环持续进行。H2O2 浓度增加时，催化还原速率提高，安培法记录的阴极电流随之增大。SN-CNTs 与 Mb 的协同电催化以及 HSG 的多孔扩散通道共同提高响应，无需外加电子媒介体。
检测灵敏度
LOD: 3.6 × 10−7 mol/L (S/N = 3)；线性范围: 2.0 × 10−6–1.2 × 10−3 mol L−1；灵敏度斜率: 50.83 μA/(mmol L−1)；R = 0.999
效应效果
该传感器抗干扰能力较好：在含 0.1 mmol/L H2O2 的体系中分别加入 1.0 mmol/L 抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）和多巴胺（DA），电流响应仅增加约 5.25%、3.78% 和 2.46%。重现性方面，11 次测量峰电流 RSD 为 2.4%，3 个独立制备电极对 0.1 mmol/L H2O2 的电流 RSD 为 6.8%。长期稳定性良好，30 天后保留初始活性的 91%，50 天后保留 78%。实际消毒剂样品测定结果与荧光法一致，加标回收率为 98%–105%。表观 Michaelis-Menten 常数 1.62 mmol/L，低于文献中 HRP 体系的 23.85 mmol/L，表明 Mb 对 H2O2 亲和力较高，适用于实际样品中 H2O2 检测。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻璃碳电极（GCE），经氧化铝抛光和清洗，提供导电基底与电化学换能界面
- 纳米材料修饰层：银纳米粒子掺杂碳纳米管（SN-CNTs），涂覆于 GCE 表面，增大有效电极面积、促进电子转移并协同催化 H2O2 还原
- 固定基质：壳聚糖（CS）/正硅酸乙酯（TEOS）混合有机-无机硅溶胶-凝胶（HSG），与 Mb 共涂覆，形成多孔网络固定 Mb 并允许底物扩散
- 识别/生物催化元件：肌红蛋白（Mb），血红素铁中心实现直接电子转移并电催化 H2O2 还原
- 信号读出：三电极体系（饱和 Ag/AgCl 参比电极、铂丝对电极）与 CHI 650A 电化学工作站，在 −0.45 V 安培法读取催化电流
中文摘要
本文报道了一种基于肌红蛋白（Mb）直接电化学与电催化作用的过氧化氢（H2O2）生物传感器。采用混合溶胶-凝胶技术，将 Mb 固定在银纳米粒子掺杂碳纳米管（SN-CNTs）复合膜上。循环伏安法在复合膜上观察到一对对称氧化还原峰，峰间隔 160 mV，形式电位 −0.295 V，表明 Mb 血红素铁中心实现了直接电子转移；异相电子转移速率常数约为 0.41 s−1。在最佳条件下，安培法测定 H2O2 的线性范围为 2.0×10−6–1.2×10−3 mol/L，检出限为 3.6×10−7 mol/L（S/N=3），表观 Michaelis-Menten 常数为 1.62 mmol/L。该传感器具有良好的重现性、稳定性、选择性和准确性，并用于实际样品中 H2O2 的测定，回收率良好。
英文摘要
A novel H(2)O(2) biosensor has been fabricated based on the direct electrochemistry and electrocatalysis of myoglobin (Mb) immobilized on silver nanoparticles doped carbon nanotubes film with hybrid sol-gel techniques. A pair of redox peaks with peak separation of 160 mV and formal potential of -0.295V was observed at this composite film, corresponding to the direct electrochemistry of Mb. The heterogeneous rate constant was estimated to be 0.41s(-1). Under optimum conditions, the amperometric determination of H(2)O(2) was performed with a linear range of 2.0 x 10(-6)-1.2 x 10(-3)molL(-1) and a detection limit of 3.6 x 10(-7)mol/L (S/N=3). The Michealis-Menten constant was also estimated to be 1.62mmolL(-1). The proposed biosensor showed favorable reproducibility, stability, selectivity and accuracy, and has been used to determine H(2)O(2) in real samples with favorable recoveries.