近十年来，溶解氧浓度检测主要存在安培法（Clark电极）与光学法（卟啉金属配合物磷光猝灭）两条技术路线，二者各有明显优缺点。在生物传感器开发中，这种竞争尤为突出，但由于多数研究仅采用单一检测方式，难以进行公正比较。为此，本文构建了一种微流控系统，将Clark电极与光学氧传感器置于同一微体积内，对吸附于复合材料上的酿酒酵母（Sacch...
毒性生物传感器因在线监测潜力受到关注。然而，毒物效应以及剂量、暴露时间、呼吸底物（RS）类型和浓度对生物反应器性能的影响具有物种特异性。这些因素需逐例研究，因为它们可能导致受染微生物损伤或自我修复，但以往研究很少考虑。本文首次考察了休息时间和 RS 浓度对 Cr6+ 水毒性生物传感系统性能的影响，并首次将新型非接触流体输送系统应用于...
本研究构建了一种具有长期稳定性的微生物生物传感器，其传感功能依赖于微生物的催化活性。传统 LIVE/DEAD 检测通常以碘化丙啶（PI）染色阳性作为微生物死亡判据，而本文提出利用一种介于活与死之间的微生物生理状态：该状态下微生物 PI 染色比例较高，但仍保留催化能力。通过在贫营养和低温条件下诱导形成生物膜，可获得该状态；生物膜中微生...
本研究开发了一种新型多阴极、单阳极沉积物微生物燃料电池（SMFC）生物传感器，用于原位、连续、在线监测湖水不同深度的溶解氧（DO）浓度。该传感器以埋入沉积物的石墨毡阳极为电子收集端，以浸入不同深度水层的多个石墨毡阴极为氧还原端，通过外电路电压反馈对应深度的 DO 水平。在 1000 Ω 外阻下，0–9 mg L−1 范围内电压与 D...
本研究首次将具有优异催化性能的ZnO纳米星用作鲁米诺-溶解氧体系的共反应加速器，构建用于超灵敏检测癌细胞中microRNA-21（miRNA-21）的电化学发光（ECL）生物传感器。ZnO纳米星可加速溶解O2的还原，产生更多活性氧物种（ROS），从而显著提高鲁米诺的ECL发光效率。因此，将鲁米诺功能化的Au纳米粒子@ZnO（L-Au...
可穿戴电子研究推动了下一代即时生物传感器的发展，旨在将生物相容平台上的化学传感与人体健康监测应用相结合。尽管已有显著进展，皮肤与电子器件之间的微空间机械失配以及流体不渗透界面，仍给器件层压、贴合性和长期监测带来额外问题。本文设计了一种皮肤启发、确定性图案的电化学生物传感器，可完全整合于人体曲面，机械适应皮肤自然应力，并允许气体和液体...
本文报道了一种用于生物技术研究的高通量一次性多相微生物反应器（MBR），工作体积为550 μL，并集成在线传感器。文章描述了其设计、制造、在线传感器集成与操作方式。该MBR为微气泡柱生物反应器（μBC），通过主动气动鼓泡供氧，保证足够的液相体积传质系数（kLa）和培养液均质化。反应器内集成微型pH、溶解氧（DO）、光学密度（OD）和...
工业废水中酚的存在对石化、能源等行业具有重要环境意义。由于酚毒性高，污染企业需持续监测废水中酚浓度以满足环境法规并降低环境影响。本文提出一种用于原位测量水中稀释酚浓度的实验性分析方法，可应用于油气生产废水监测。该方法基于氧化还原酶对酚化合物的选择性，比较了有机组织和微生物作为氧化还原酶天然替代来源的性能差异，并将其作为生物传感器识别...
本文报道了一种微孔N、P共掺杂石墨纳米片（N,P-CMP-1000）的简便合成方法：在植酸存在下，将预先合成的共轭微孔聚合物（CMP）于1000 °C热退火碳化，得到具有微孔结构的无金属碳材料。该材料可用作氧还原反应（ORR）的高效无金属电催化剂，用于能量转换。在碱性、酸性和中性溶液构成的全pH范围内，N,P-CMP-1000均表现...
监测厌氧消化（AD）渗滤液中乙酸和丙酸浓度变化对AD系统稳定运行至关重要。本文报道了一种新型丙酸全细胞生物传感器的开发。研究以先前可基于耗氧测量选择性测定合成渗滤液中乙酸的大肠杆菌突变体IMD Wldgy为起点，但丙酸生长的IMD Wldgy细胞丙酸:乙酸耗氧比极低（1:2.4）。通过筛选丙酸生长大肠杆菌菌株，发现IMD 1具有较有...
开发用于便捷测定两相厌氧消化器（AD）中乙酸和丙酸浓度的生物传感器，需要一种对渗滤液中其他有机酸（尤其是含量最高的乳酸）无响应的细菌。本研究对大肠杆菌W3110的D-乳酸脱氢酶基因dld、L-乳酸脱氢酶基因lldD、乙醇酸氧化酶基因glcD以及疑似L-乳酸脱氢酶基因ykgF进行连续基因敲除，获得四重突变株IMD Wldgy。该突变株...
本研究开发了一种基于耗氧信号的高灵敏度微生物硫化氢生物传感器，并系统考察细胞浓度、固定化床类型、硫化氢浓度及传感器几何形状四个设计参数对响应时间的影响。以 Thiobacillus thioparus 为识别元件，分别包埋于海藻酸钠和琼脂糖珠粒中；细菌以 H2S 为电子供体进行氧化代谢并消耗溶解氧，溶解氧下降作为检测信号。采用响应面...
过氧化氢酶（catalase）是重要的抗氧化酶，可催化过氧化氢分解为水和氧气，其活性测定对糖尿病、甲状腺功能亢进等疾病相关研究具有重要意义。本文报道了一种基于葡萄糖氧化酶（GOx）的安培型生物传感器，用于测定过氧化氢酶活性。传感器以Clark型溶解氧电极为基底，氧敏感Teflon膜经十二烷基硫酸钠（SDS）预处理后，将GOx与明胶混...
传统生化需氧量（BOD7）测定需5–7天，微生物生物传感器可缩短时间，但对特定工业废水仍常低估BOD值。本研究旨在为乳品废水提供更快速、更准确的BOD测定方法。与市政废水不同，乳品废水含有乳糖、酪蛋白和脂肪等许多不易被多数微生物利用的底物。为此，作者从乳品废水中分离得到Microbacterium phyllosphaerae，用于...
本文开发了一种可潜水微生物燃料电池（SBMFC）生物传感器，用于环境水体中溶解氧（DO）的原位实时监测。该传感器以家庭污水作为唯一燃料和接种物，无需外部电源。首先在不同 DO 水平的自来水中考察其性能：在 1000 Ω 外阻下，电流密度（5.6±0.5–462.2±0.5 mA/m2）随 DO 浓度线性增加至 8.8±0.3 mg/...
本文报道了一种基于葡萄糖氧化酶（GOD）的电化学生物传感器，用于测定α-淀粉酶（α-amylase）活性。该传感器以Clark型溶解氧电极为换能器，将GOD与明胶共固定于电极表面的聚四氟乙烯膜上，并用戊二醛交联。检测时，样品中的α-淀粉酶在含淀粉的磷酸盐缓冲液中水解淀粉产生葡萄糖，葡萄糖进一步被固定化GOD氧化并消耗溶解氧；电极通过...
本文合成了一种新型有序介孔碳-四硫富瓦烯（OMC-TTF）复合材料。该材料基于主客体化学，利用有序介孔碳（OMC）纳米结构基质与四硫富瓦烯（TTF）优良电子供体性质之间的协同作用，使 OMC 的部分特性得到改善，尤其是与电催化活性密切相关的边缘平面缺陷位点密度增加，并能促进异相电子转移。作者首次利用 OMC-TTF 研究溶解氧的电催...
亚硫酸盐是常见食品防腐剂和抗氧化剂，可防止浅色果蔬褐变并抑制发酵食品中微生物生长，但部分人群对其敏感，严重时可危及生命。本文报道一种基于月桂叶（Laurus nobilis L.）组织匀浆的电化学生物传感器，用于食品中亚硫酸盐检测。月桂叶匀浆富含多酚氧化酶（PPO，酪氨酸酶），该酶可催化邻苯二酚氧化并消耗溶解氧；亚硫酸盐作为还原剂抑...
β-半乳糖苷酶是一类催化β-半乳糖苷水解为单糖的水解酶，其底物包括神经节苷脂GM1、乳糖神经酰胺、乳糖及多种糖蛋白。本文提出一种基于Clark电极的葡萄糖氧化酶生物传感器，用于监测β-半乳糖苷酶活性。葡萄糖氧化酶以明胶为载体、戊二醛为交联剂固定在溶解氧探头表面。研究优化了葡萄糖氧化酶用量、明胶量、戊二醛交联比例等参数，并重点考察工作...
本研究构建了一种基于微藻光合活性测量的系统性生物传感器，用于快速评估有毒化合物对Selenastrum capricornutum的毒性。以溶解氧产生速率作为光合响应指标，系统考察了光照强度、藻细胞浓度和初始溶解氧浓度对光合产氧的影响。结果表明，光强增加可提高产氧，直至光饱和；细胞浓度影响体积产氧速率；在持续供给CO2条件下初始溶解...