组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
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：0.1 mol/L PBS（pH 6.5）及实际样品（real samples，原文未具体说明）
检测原理
该传感器以金电极为换能器，CS-CNTs-NB-HRP 复合膜为识别与信号层。H2O2 扩散进入多孔 CS 网络后，被 HRP 催化还原：H2O2 + 2H+ + HRPred → HRPox + 2H2O。生成的 HRPox 氧化固定于膜中的 NBred 为 NBox，使 HRP 再生；NBox 在金电极表面获得电子还原为 NBred，产生还原电流。NB 作为介体降低电子转移势垒，CNTs 提供导电通道并改善 NB 分散，CS 维持 HRP 活性。因此 H2O2 浓度越高，单位时间内 NBox 在电极还原的电子流越大，安培电流随浓度线性增加。
检测灵敏度
LOD: 1.2 × 10^-7 mol l^-1（S/N=3）；线性范围: 1.0 × 10^-6–2.4 × 10^-4 mol l^-1；灵敏度斜率: 87.9 μA ml mol^-1；R^2 = 0.9990 (n = 40)
效应效果
该传感器在搅拌 PBS 中于 -0.4 V 下对 H2O2 呈快速安培响应，2 s 内达到稳态电流的 95%。连续 12 次测定 30 μmol/L H2O2 的 RSD 为 2.8%，6 个独立制备电极的 RSD 为 3.5%。4 ℃ PBS 中储存 30 d 后响应仅下降 10%。在 0.3 mmol/L 葡萄糖、抗坏血酸、尿酸和 L-半胱氨酸存在下，对 30 μmol/L H2O2 测定无可见干扰。实际样品加标回收率为 97.8%–102.9%。作者认为一步电沉积方法简单、可控、可重复，CS-CNTs-NB-HRP 复合膜可作为构建电化学生物传感器的通用平台。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au），经抛光、Piranha 溶液和循环伏安预处理，提供电子传导与电沉积阴极。
- 纳米材料修饰层：羧基化多壁碳纳米管（carboxylated MWCNTs/CNTs），增强导电性、分散性和电极界面电子传递。
- 信号介体层：尼罗蓝（NB），作为可溶性有机染料介体，与 CNTs 形成 π-π 作用复合体，介导 HRP 与电极间电子转移。
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），催化 H2O2 还原，提供生物识别与催化活性。
- 固定基质层：壳聚糖（CS）水凝胶，通过电沉积形成三维多孔网络，固定 CNTs、NB 和 HRP，提供生物相容微环境。
- 检测介质：0.1 mol/L 磷酸盐缓冲液（PBS，pH 6.5），用于安培检测 H2O2。
中文摘要
本文建立了一种简单可控的电沉积方法，通过原位形成壳聚糖–碳纳米管–尼罗蓝–辣根过氧化物酶（CS-CNTs-NB-HRP）生物复合膜，一步构建新型无试剂生物传感器。该方法将尼罗蓝的介体效应、碳纳米管的导电性能和壳聚糖的生物相容微环境结合于同一非手工过程。尼罗蓝可与碳纳米管相互作用，使 CNTs-NB 纳米复合体在水溶液中分散良好。循环伏安法表明，在尼罗蓝介导下，电子在辣根过氧化物酶与电极之间高效传递。所制备的无试剂生物传感器对过氧化氢具有快速安培响应，2 s 内达到稳态电流的 95%。其对过氧化氢的线性范围为 1.0×10^-6–2.4×10^-4 mol/L，检出限为 1.2×10^-7 mol/L。该传感器重现性好、长期储存稳定性高，并表现出有效抗干扰能力。一步非手工技术和生物复合膜的特性使其可作为构建电化学生物传感器的通用平台。
英文摘要
A simple and controllable electrodeposition approach was established for one-step construction of novel reagentless biosensors by in situ formation of chitosan-carbon nanotubes-nile blue-horseradish peroxidase (CS-CNTs-NB-HRP) biocomposite film on electrode surface. The mediator effect of NB, conducting performance of CNTs and the biocompatible microenvironment of CS were combined by such one-step non-manual process. NB could interact with CNTs and resulted in good dispersion of CNTs-NB nanocomposites in aqueous solution. Cyclic voltammetry measurements demonstrated that electrons were efficiently shuttled between HRP and the electrode mediated by NB. The developed reagentless biosensor exhibited a fast amperometric response for the determination of H(2)O(2) and 95% of the steady-state current was obtained within 2s. The linear response of the reagentless biosensor for the determination of H(2)O(2) ranged from 1.0 x 10(-6) to 2.4 x 10(-4)mol l(-1) with a detection limit of 1.2 x 10(-7)mol l(-1). The biosensor exhibited high reproducibility and long-time storage stability. The as-prepared biosensor also showed effective anti-interference capability. The ease of the one-step non-manual technique and the promising feature of the biocomposite could serve as a versatile platform for fabricating electrochemical biosensors.