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），样品基质为 25 mM PBS（pH 7.2）缓冲液
检测原理
该传感器以纳米多孔金膜为界面，将细胞色素 c 直接固定在 Au 网络表面。H2O2 扩散至电极表面后，与 cyt. c 血红素活性中心作用，被催化还原为水；血红素 Fe 在氧化还原循环中接受/传递电子，电子经纳米多孔 Au 膜和 ITO 基底导出。由于纳米多孔 Au 具有高比表面、良好生物相容性和导电性，cyt. c 保持天然构象并实现直接电子转移，电子转移速率常数达 3.9 s^-1。在 -0.1 V 下，H2O2 还原产生阴极电流，稳态电流随 H2O2 浓度增加而增大，从而实现安培检测。该体系未使用额外标记物，信号增强主要来自多孔金促进的直接电子转移和血红素催化活性。
检测灵敏度
LOD: 6.3 × 10^-6 M；线性范围: 1 × 10^-5–1.2 × 10^-2 M；灵敏度: 2.8 ± 0.2 mA cm^-2 M^-1；响应时间: 8 s
效应效果
在优化电位 -0.1 V 下，传感器对 AA、O2、NaNO2、DA、Na2SO3、DOPAC 等常见干扰物具有较好选择性；在 -0.05 V 和 0 V 下，0.1 mM AA 相对 0.1 mM H2O2 的干扰电流分别为 11.5% 和 42.8%，而 -0.1 V 下干扰更低。传感器响应时间为 8 s，对 H2O2 的稳态电流响应稳定；连续 1000 次循环伏安扫描后 CV 基本不变，H2O2 响应电流至少 1 个月保持稳定。5 个同法制备传感器的电流偏差 RSD 不超过 7.2%。与文献中基于 AuNPs 的 H2O2 传感器相比，该电极具有更宽线性范围、更短响应时间和更高选择性，作者认为可用于病理生理条件下 H2O2 的连续检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：ITO 玻璃片（indium tin oxide），提供导电透明基底与电子转能器。
- 表面预处理层：PDDA（poly(diallyldimethylammonium chloride)）水溶液处理，使 ITO 表面带正电，促进纳米颗粒吸附。
- 纳米颗粒多层：胶体 Au 与 Ag 纳米颗粒通过 LbL 交替组装，1,5-pentanedithiol 交联，形成 Au/Ag 复合多层。
- 牺牲模板层：Ag 纳米颗粒作为可溶模板，被 HAuCl4/NaCl 选择性溶解，形成纳米孔。
- 纳米多孔金膜：Au 纳米颗粒网络，提供高比表面和生物相容界面，促进 cyt. c 直接电子转移。
- 识别/催化元件：马心脏细胞色素 c（cyt. c），血红素催化 H2O2 还原并实现直接电子转移。
- 电解质介质：25 mM PBS（pH 7.2），提供离子导电环境。
- 信号读出：三电极电化学工作站，在 -0.1 V 下记录安培电流。
中文摘要
本文报道了一种在透明 ITO 基底上制备纳米多孔金膜的层层自组装方法：先以聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）处理 ITO 表面使其带正电，再交替吸附胶体金和胶体银纳米颗粒，并以 1,5-戊二硫醇作为交联剂构建 Au/Ag 复合多层；随后在 HAuCl4 和 NaCl 混合溶液中室温选择性溶解 Ag 纳米颗粒，得到具有连通孔道的纳米多孔金膜。该膜显著促进细胞色素 c（cyt. c）的直接电子转移，电子转移速率常数达到 3.9 s^-1，同时吸附在膜上的 cyt. c 仍保持对过氧化氢的催化活性。基于此，作者构建了安培型 H2O2 生物传感器，在 25 mM PBS（pH 7.2）中于 -0.1 V 下检测 H2O2，表现出高选择性、宽线性范围、低检出限和长期稳定性。
英文摘要
A layer-by-layer route to prepare nanoporous Au film materials on transparent ITO substrates is reported by alternatively assembling Au and Ag nanoparticles through 1,5-pentanedithiol as a cross-linker, followed by that Ag nanoparticles are dissolved at room temperature in HAuCl4 solution. Electron transfer of cytochrome c (cyt. c) - an excellent model for investigation of biomolecules, is greatly facilitated at the nanoporous Au film with electron transfer rate constant (ks) of 3.9s(-1). Meanwhile, cyt. c adsorped onto the nanoporous Au film still maintain its enzymatic activity toward H2O2. On the basis of these experimental results, the cyt. c-nanoporous Au film is exploited to an amperometric biosensor for H2O2 with high selectivity, broad linear range, low detection limit, and long stability.