基于三维枝状TiO₂纳米阵列的三相酶催化反应界面及高效光电化学传感

摘要

针对传统光电化学酶生物传感器溶解氧受限的核心问题，提出了一种基于三维枝状纳米阵列结构的“固-液-气三相反应界面”的构建策略，共通过两步水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃上制备了具有三维枝状结构的TiO₂纳米阵列，再经过选择性疏水和亲水化处理与氧化酶修饰，构筑了稳定的三相界面.此设计实现了氧气可直接通过气相传输至催化位点，有效解决了传统固-液两相界面氧气供应不足的瓶颈问题.结果表明，该传感器的线性检测范围相较于传统结构提升了20倍，并表现出优异的稳定性（相对标准偏差<2%）.本文研究结果为开发高灵敏度、高稳定性的光电化学传感器提供了新的构筑策略，有望在慢性疾病的早期诊断中发挥重要作用.

关键词

光电化学生物传感器 / 三维枝状二氧化钛纳米阵列 / 三相界面 / 氧化酶