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
酚类衍生物（phenol derivatives），包括 4-氯酚（4-chlorophenol）、苯酚（phenol）、儿茶酚（catechol）、对苯二酚（hydroquinone）、2-氨基酚（2-aminophenol）、没食子酸（pyrogallol）、间甲酚（m-cresol）、4-甲氧基酚（4-methoxyphenol）；样品基质为磷酸盐缓冲液（含 0.1 M NaCl，pH 6.8），适用于水样/环境水样。
检测原理
该传感器基于 HRP 催化酚类氧化。HRP 以 H2O2 为底物催化酚类衍生物氧化生成醌类化合物，同时 H2O2 被还原为水。PVF 中的二茂铁单元作为氧化还原介体，在电极与酶催化反应之间传递电子；PPy 导电膜提供电子传导通道并稳定包埋 HRP。在 -200 mV（vs. Ag/AgCl）恒电位下，PVF 发生可逆氧化还原，将酶促反应产生的电子转移至 GC 电极，形成稳态安培电流。酚类浓度越高，单位时间内生成的醌类及电子转移量越多，电流越大。低电位可抑制常见干扰物氧化，提高选择性。
检测灵敏度
4-氯酚：LOD: 0.17 μM；线性范围: 0.3–5.0 μM；S: 29.91 nA/μM；R: 0.998；%RSD: 3.21。苯酚：LOD: 0.23 μM；线性范围: 0.5–10 μM；S: 25.93 nA/μM；R: 0.997；%RSD: 2.15。儿茶酚：LOD: 0.22 μM；线性范围: 0.5–8 μM；S: 18.0 nA/μM；R: 0.995；%RSD: 2.84。对苯二酚：LOD: 0.6 μM；线性范围: 1.6–15 μM；S: 15.32 nA/μM；R: 0.998；%RSD: 5.60。2-氨基酚：LOD: 0.74 μM；线性范围: 1–20 μM；S: 15.25 nA/μM；R: 0.997；%RSD: 4.45。没食子酸：LOD: 0.25 μM；线性范围: 0.5–30 μM；S: 15.2 nA/μM；R: 0.987；%RSD: 2.56。间甲酚：LOD: 0.75 μM；线性范围: 1.2–12 μM；S: 12.35 nA/μM；R: 0.988；%RSD: 1.2。4-甲氧基酚：LOD: 0.79 μM；线性范围: 1–24.6 μM；S: 6.83 nA/μM；R: 0.993；%RSD: 5.43。
效应效果
该传感器在 0.1 M 磷酸盐缓冲液（pH 6.8）中对多种酚类衍生物呈线性响应，相关系数 R 为 0.987–0.998，相对标准偏差（%RSD）为 1.2–5.60，表明重现性较好。4-氯酚灵敏度最高（29.91 nA/μM），儿茶酚检出限最低（0.22 μM，S/N=3），4-甲氧基酚检出限最高（0.79 μM，S/N=3）。工作电位 -200 mV 可抑制真实样品中部分干扰物氧化，提高选择性。电极约 5 min 达到稳态电流的 95%，4 °C 储存 2 个月后仍保留 60% 初始酶活性。作者认为该 PVF/PPy-HRP 复合电极制备简单、成本低，可用于水样中酚类的环境监测。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GC），经氧化铝抛光，作为导电换能基底。
- 介体修饰层：聚二茂铁（PVF），滴涂于 GC 表面，作为电子介体促进电极与酚类间电子转移。
- 导电包埋层：聚吡咯（PPy），通过电聚合形成导电聚合物膜，提供电子传导并包埋酶。
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），与 PPy 共电聚合包埋，催化酚类与 H2O2 反应。
- 电聚合辅助电解质：十二烷基硫酸钠（SDS），辅助吡咯在水相中电聚合形成复合膜。
- 反应底物：过氧化氢（H2O2），作为 HRP 催化反应底物，参与酚氧化并维持反应。
- 检测介质：磷酸盐缓冲液（PBS）含 0.1 M NaCl，pH 6.8，维持酶活性和离子环境。
- 信号标记物：无独立标记物，酶催化反应直接产生安培电流。
中文摘要
聚二茂铁（PVF）用作介体，构建辣根过氧化物酶（HRP）修饰电极，通过导电聚吡咯（PPy）复合聚合物基质检测酚类衍生物。在含 PVF 的玻璃碳电极上，采用三电极体系电聚合，将 HRP 与 PPy 共包埋形成复合聚合物膜。在含 0.1 M NaCl 的磷酸盐缓冲液（pH 6.8）中，于 Ag/AgCl 电位 -200 mV 下进行稳态安培测量，反应体系中加入过氧化氢。研究了 4-氯酚、苯酚、儿茶酚、对苯二酚、2-氨基酚、没食子酸、间甲酚和 4-甲氧基酚等酚类衍生物。由校准曲线获得分析参数。4-氯酚灵敏度最高，为 29.91 nA/μM；儿茶酚检出限最低，为 0.22 μM（S/N=3）；4-甲氧基酚检出限最高，为 0.79 μM（S/N=3）。生物传感器约 5 min 达到稳态电流的 95%，4 °C 下稳定 2 个月。
英文摘要
Polyvinylferrocene (PVF) was used as a mediator for the fabrication of a horseradish peroxidase (HRP)-modified electrode to detect phenol derivatives via a composite polymeric matrix of conducting polypyrrole (PPy). Through an electropolymerization process, enzyme HRP was entrapped with PPy in a three-electrode system onto a glassy carbon electrode previously covered with PVF, resulting in a composite polymeric matrix. Steady-state amperometric measurements were performed at -200 mV vs. Ag/AgCl in aqueous phosphate buffer containing NaCl 0.1 M (pH 6.8) in the presence of hydrogen peroxide. The response of the HRP-modified PVF electrode was investigated for various phenol derivatives, which were 4-chlorophenol, phenol, catechol, hydroquinone, 2-aminophenol, pyrogallol, m-cresol, and 4-methoxyphenol. Analytical parameters for the fabricated PVF electrode were obtained from the calibration curves. The highest sensitivity was obtained from the calibration of 4-chlorophenol as 29.91 nA/microM. The lowest detection limit was found to be 0.22 microM (S/N = 3) for catechol, and the highest detection limit was found to be 0.79 microM (S/N = 3) for 4-methoxyphenol among the tested derivatives. The biosensor can reach 95% of steady-state current in about 5 min. The electrode is stable for 2 months at 4 degrees Celsius.