DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123827
在線電化學分析是分析化學和病理生理學的重要手段之一。為了實現電化學生物傳感器的高靈敏度和長期穩定性，其瓶頸挑戰為在生物流體或體內環境中，蛋白質自發吸附到電極表面上。在這項工作中，通過一步靜電紡絲工藝成功制備了血紅蛋白/明膠多壁碳納米管微帶修飾電極（Hb/明膠-MWCNTs/GC電極）。原子力顯微鏡（AFM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和水接觸角測試結果表明，電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶具有光滑且親水的表面。此外，蛋白質吸附后的電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極對還原過氧化氫（H2O2）表現出極好的電催化敏感性。此外，與蛋白質吸附前的電極（Kmapp=298.1±3.1μmol·L-1）相比，蛋白質吸附360min后，Hb/明膠-MWCNTs/GC電極對H2O2具有較高的生物親和力（Kmapp=503.4±2.8μmol·L-1）。蛋白質吸附后，所構建的H2O2生物傳感器微帶具有較高的選擇性、穩定性和可重現性。因此，本研究證明了電紡Hb/明膠MWCNTs/GC電極在蛋白質吸附后對H2O2具有良好的傳感性能，使植入式電化學生物傳感器能夠更好地用于在線分析。
圖1.電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極的制備過程示意圖。
圖2.電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶的SEM圖像，其BSA吸附時間分別為（a）0分鐘，（b）30分鐘，（c）60分鐘，（d）120分鐘和（e）360分鐘。
圖3.電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶的AFM形貌，其BSA吸附時間分別為（a）0分鐘，（b）30分鐘，（c）60分鐘，（d）120分鐘和（e）360分鐘。
圖4.（a）電紡明膠-MWCNTs微帶，（b）電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶以及不同BSA吸附時間下電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶的接觸角。數據顯示為平均值±SD（n=3）。
圖5.Hb和不同BSA吸附時間下電紡Hb/明膠-MWCNTs微帶的紫外可見吸收光譜。
圖6.（A）電紡明膠-MWCNTs/GC（a）和不同BSA吸附時間下Hb/明膠-MWCNTs/GC電極的CV曲線：在N2飽和PBS（0.1mol·L-1，pH7.0）中（b）0分鐘，（c）30分鐘，（d）60分鐘，（e）120分鐘和（f）360分鐘。（B）在N2飽和PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）中BSA吸附360分鐘后，電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極的連續CV，掃描速率：100 mV·s-1。
圖7.電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極在N2飽和的PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）和不同濃度H2O2中的CV，掃描速率：100 mV·s-1。
圖8.在添加不同濃度H2O2的N2飽和PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）中電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極的電流響應。施加電勢：-0.43V（vs.SCE）。插圖：（a）催化峰值電流與H2O2濃度的校準曲線，以及（b）相應的Lineweaver-Burk圖。在不同BSA吸附時間下的電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極：0分鐘（A）和360分鐘（B）。
圖9.在連續添加0.2 mmol·L-1 DA，0.2 mmol·L-1 AA，0.2 mmol·L-1 GLU和5μmol·L-1 H2O2的N2飽和PBS（pH7.0）中BSA吸附360min后電紡Hb/明膠-MWCNTs/GC電極的電流響應。施加電勢：-0.43V（vs.SCE）。
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