Polymeric-based composites can contribute to enhancing the detection, stability, and performance of enzymatic biosensors, due to their high structural stability, conductivity, and biocompatibility. This work presents the fabrication of a nanocomposite of polyaniline (PAni)/gold nanoparticles (AuNP)/carboxylated multiwalled carbon nanotubes (cMWCNT) as functional support for covalently linked catalase (CAT) enzyme. PAni was electropolymerized on a screen-printed carbon electrode (SPCE) and decorated with AuNP to improve charge transfer properties. CAT was bonded through amide formation using the carboxylic groups of cMWCNT, resulting in PAni/AuNP/cMWCNT/CAT biosensor. The structural and electroactive characteristics of the nanocomposite were studied by SEM, FT-IR, and cyclic voltammetry. The optimal performance was achieved after CAT immobilization over PAni/AuNP/cMWCNT/nanocomposite, showing improved analytical features such as a fast amperometric response of 1.28 s, a wide detection range from 0.01 to 6.8 mM, a correlation coefficient ( R 2 ) of 0.9921, a low detection limit of 2.34 µM, and an average recovery rate of 99.6% when evaluated in milk samples. Additionally, the bioelectrode showed excellent selectivity and retained bioactivity after 30 days of storage. Such remarkable performance proved the synergistic effects of both the high surface area of the cMWCNT and AuNP and the inherent PAni electroactivity, yielding direct electron transfer from CAT.

中文翻译：

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基于 PAni/cMWCNT 支持过氧化物传感的过氧化氢酶生物传感器

聚合物基复合材料由于其高结构稳定性、导电性和生物相容性，有助于提高酶生物传感器的检测、稳定性和性能。这项工作介绍了聚苯胺 (PAni)/金纳米粒子 (AuNP)/羧化多壁碳纳米管 (cMWCNT) 的纳米复合材料的制备，作为共价连接的过氧化氢酶 (CAT) 酶的功能支持。PAni 在丝网印刷碳电极 (SPCE) 上进行电聚合，并用 AuNP 装饰以改善电荷转移性能。CAT 使用 cMWCNT 的羧基通过酰胺形成键合，产生 PAni/AuNP/cMWCNT/CAT 生物传感器。通过SEM、FT-IR和循环伏安法研究了纳米复合材料的结构和电活性特性。CAT 固定在 PAni/AuNP/cMWCNT/纳米复合材料上后实现了最佳性能，显示出改进的分析特性，例如 1.28 s 的快速安培响应、0.01 至 6.8 mM 的宽检测范围、0.9921 的相关系数 (R 2 ) , 2.34 µM 的低检测限，在牛奶样品中评估时的平均回收率为 99.6%。此外，该生物电极在储存 30 天后表现出出色的选择性并保留了生物活性。这种卓越的性能证明了 cMWCNT 和 AuNP 的高表面积和固有的 PAni 电活性的协同作用，产生了来自 CAT 的直接电子转移。在牛奶样品中进行评估时，相关系数 (R 2 ) 为 0.9921，检测下限为 2.34 µM，平均回收率为 99.6%。此外，该生物电极在储存 30 天后表现出出色的选择性并保留了生物活性。这种卓越的性能证明了 cMWCNT 和 AuNP 的高表面积和固有的 PAni 电活性的协同作用，产生了来自 CAT 的直接电子转移。在牛奶样品中进行评估时，相关系数 (R 2 ) 为 0.9921，检测下限为 2.34 µM，平均回收率为 99.6%。此外，该生物电极在储存 30 天后表现出出色的选择性并保留了生物活性。这种卓越的性能证明了 cMWCNT 和 AuNP 的高表面积和固有的 PAni 电活性的协同作用，产生了来自 CAT 的直接电子转移。