组成图示
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传感器类型
其他（自供电生物燃料电池逻辑生物传感器）
检测对象
腺苷一磷酸（AMP）、腺苷脱氨酶（ADA）；样品基质：N2饱和HEPES/PBS缓冲液
检测原理
该器件以AMP和ADA作为逻辑输入。AMP与阴极发夹DNA上的AMP适配体结合后，茎区打开，使hemin与G-四链体DNAzyme自组装形成HRP模拟DNAzyme，电催化H2O2还原，产生阴极电流；ADA可将AMP转化为IMP，阻止DNAzyme形成，从而关闭输出。阳极GDH/CNT/MDB复合层在NAD+存在下氧化葡萄糖，电子经MDB传递至阳极。阴阳极由Nafion膜分隔，BFC功率密度作为读出信号。仅AMP存在时功率开启，ADA单独或两者同时存在时关闭，实现INH逻辑且无需外部电源。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
该器件在四种输入组合下呈现INH逻辑：(0,0)阴极电流为-8.62，(0,1)增至-40.60，阈值设为-25；功率密度阈值0.5 mW cm-2，仅AMP输入时BFC开启，ADA单独或两者同时存在时关闭，体现对AMP存在且ADA缺失的逻辑选择性。稳定性测试中，(0,1)功率输出在20和40 min分别衰减至多5%和30%；作者认为单次使用、5 min内完成测量即可准确执行INH功能。未报告RSD、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。作者主张其可用于自供电医疗诊断，并可扩展至金属离子、小分子和蛋白质检测。
传感器的构成
- 阴极换能端：发夹DNA修饰阴极，作为H2O2还原端并承载识别/催化元件
- 阴极识别层：发夹DNA茎区封闭AMP结合适配体与HRP模拟DNAzyme序列，AMP结合后打开茎区
- 阴极信号元件：hemin与G-四链体DNAzyme自组装形成HRP模拟DNAzyme，电催化H2O2还原
- 阳极换能端：GDH修饰阳极，氧化葡萄糖生物燃料
- 阳极修饰层：CNT与MDB复合层，MDB作为电子介质辅助GDH氧化葡萄糖
- 隔膜：Nafion膜（Nafion 117，厚度0.007 in.）分隔阴阳极
- 阴极电解质：N2饱和10 mM pH 7.2 HEPES缓冲液（含50 mM KCl、100 mM NaCl、1 mM hemin）及1 mM H2O2
- 阳极电解质：N2饱和0.1 M pH 7.2 PBS（含20 mM NAD+）及24 mM葡萄糖
- 逻辑输入：ADA与AMP作为输入A/B，控制INH逻辑输出
中文摘要
本文报道将基于DNAzyme逻辑系统的生物传感器整合到生物燃料电池（BFC）中，构建自供电DNAzyme逻辑生物传感器。该器件以发夹DNA修饰阴极，结合血红素/G-四链体模拟辣根过氧化物酶DNAzyme和AMP适配体，阳极采用葡萄糖脱氢酶/碳纳米管/Meldola's blue复合层氧化葡萄糖，Nafion膜分隔。以腺苷脱氨酶（ADA）和AMP作为逻辑输入，器件遵循INH逻辑门真值表：仅AMP存在时形成DNAzyme，催化H2O2还原，BFC功率输出开启；ADA单独或ADA与AMP同时存在时输出关闭。该概念无需外部电源，可自供电实现逻辑诊断，具有自供电医疗诊断应用前景。
英文摘要
The integration of a biosensor employing a DNAzyme logic system within a biofuel cell is presented. The self-powered DNAzyme logic biosensor conforms with INH logic operation and generates power output in accordance with a truth table. The new concept of logic-activated DNAzyme by the input signals has wide-ranging implications in the self-powered diagnostics domain.