DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123827

在线电化学分析是分析化学和病理生理学的重要手段之一。为了实现电化学生物传感器的高灵敏度和长期稳定性，其瓶颈挑战为在生物流体或体内环境中，蛋白质自发吸附到电极表面上。在这项工作中，通过一步静电纺丝工艺成功制备了血红蛋白/明胶多壁碳纳米管微带修饰电极（Hb/明胶-MWCNTs/GC电极）。原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和水接触角测试结果表明，电纺Hb/明胶-MWCNTs微带具有光滑且亲水的表面。此外，蛋白质吸附后的电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极对还原过氧化氢（H2O2）表现出极好的电催化敏感性。此外，与蛋白质吸附前的电极（Kmapp=298.1±3.1μmol·L-1）相比，蛋白质吸附360min后，Hb/明胶-MWCNTs/GC电极对H2O2具有较高的生物亲和力（Kmapp=503.4±2.8µmol·L-1）。蛋白质吸附后，所构建的H2O2生物传感器微带具有较高的选择性、稳定性和可重现性。因此，本研究证明了电纺Hb/明胶MWCNTs/GC电极在蛋白质吸附后对H2O2具有良好的传感性能，使植入式电化学生物传感器能够更好地用于在线分析。

图1.电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极的制备过程示意图。

图2.电纺Hb/明胶-MWCNTs微带的SEM图像，其BSA吸附时间分别为（a）0分钟，（b）30分钟，（c）60分钟，（d）120分钟和（e）360分钟。

图3.电纺Hb/明胶-MWCNTs微带的AFM形貌，其BSA吸附时间分别为（a）0分钟，（b）30分钟，（c）60分钟，（d）120分钟和（e）360分钟。

图4.（a）电纺明胶-MWCNTs微带，（b）电纺Hb/明胶-MWCNTs微带以及不同BSA吸附时间下电纺Hb/明胶-MWCNTs微带的接触角。数据显示为平均值±SD（n=3）。

图5.Hb和不同BSA吸附时间下电纺Hb/明胶-MWCNTs微带的紫外可见吸收光谱。

图6.（A）电纺明胶-MWCNTs/GC（a）和不同BSA吸附时间下Hb/明胶-MWCNTs/GC电极的CV曲线：在N2饱和PBS（0.1mol·L-1，pH7.0）中（b）0分钟，（c）30分钟，（d）60分钟，（e）120分钟和（f）360分钟。（B）在N2饱和PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）中BSA吸附360分钟后，电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极的连续CV，扫描速率：100 mV·s-1。

图7.电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极在N2饱和的PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）和不同浓度H2O2中的CV，扫描速率：100 mV·s-1。

图8.在添加不同浓度H2O2的N2饱和PBS（0.1 mol·L-1，pH7.0）中电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极的电流响应。施加电势：-0.43V（vs.SCE）。插图：（a）催化峰值电流与H2O2浓度的校准曲线，以及（b）相应的Lineweaver-Burk图。在不同BSA吸附时间下的电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极：0分钟（A）和360分钟（B）。

图9.在连续添加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饱和PBS（pH7.0）中BSA吸附360min后电纺Hb/明胶-MWCNTs/GC电极的电流响应。施加电势：-0.43V（vs.SCE）。