监测植物体内蔗糖运输对理解植物生理和改进农业实践至关重要，但连续实时体内监测传感器仍缺乏。本研究开发了一种可植入植物的多酶蔗糖生物传感器，用于实时监测活体植物中从叶片到茎下部的蔗糖转运。传感器由基于胆红素氧化酶（BOD）的生物阴极和整合葡萄糖氧化酶（GOD）、蔗糖酶（INV）及变旋酶（MUT）的针式生物阳极组成，两电极之间以琼脂糖凝...
纳米材料（包括碳纳米管、氧化石墨烯、金属–有机框架、金属纳米粒子和多孔碳）可作为高效载体，通过底物通道效应增强酶活性，同时提高酶的稳定性与可重复使用性。然而，酶取向、酶负载量、酶活性保持及固定化技术等方面仍存在显著争议，因此多酶级联反应成为研究热点。研究者受生物体内天然多酶过程启发，构建体外功能性多酶体系，并在利用多种酶的合成能力设...
本研究旨在建立一种可靠的预测模型，用于评估基于尿素生物能源的自供能生物传感器的电化学性能。该模型聚焦于利用汗液中的尿素进行人体能量收集，以推动自供能生物传感器的发展。研究采用尿素酶催化尿素水解作为生物燃料电池（BFC）中的生物反应，酶促反应可产生正电位差，从而为生物传感器供电。实验中，首先用多壁碳纳米管（MWCNT）修饰铂电极以提高...
随着人工智能与物联网（IoT）快速发展，下一代生物传感系统正朝着智能化、微型化和无线便携化方向演进。传统刚性、笨重的电池电源难以满足微型化、可拉伸和长期佩戴需求，因此自供能技术成为可穿戴生物传感系统的关键发展方向。本文系统综述了基于纳米材料的可拉伸自供能策略在可穿戴生物传感器和集成传感系统中的最新研究进展，重点讨论压电纳米发电机、摩...
本文提出一种基于DNA模板银纳米团簇（AgNCs@DNA）的荧光/电化学双模自供电生物传感器，用于葡萄糖检测。AgNCs@DNA因尺寸小、生物相容性好、荧光可调，适合作为光学探针。在光学模式中，葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2），H2O2氧化AgNCs@DNA并改变其Ag0/Ag+电荷态，使原本较强的红色荧...
人体生理信号对健康管理和运动训练具有重要指导意义，通常可分为物理信号（电信号、血压、温度等）和化学信号（唾液、血液、泪液、汗液）。随着生物传感器的发展，许多用于监测人体信号的传感器相继出现，其特点为柔软、可拉伸且自供电。本文总结了近五年自供电生物传感器的研究进展。多数此类传感器以纳米发电机和生物燃料电池作为能量来源。纳米发电机可在纳...
乳酸传感对代谢疾病诊断、食品腐败监测、运动医学及生物燃料电池构建具有重要意义，亟需可准确连续检测乳酸的设备。本文报道了酿酒酵母FMN-乳酸脱氢酶（ScLDH）的过表达及其用于氧不敏感连续安培乳酸生物传感。所构建传感器在直接电子转移和介导电子转移两种构型下均表现出高信噪比、低干扰和宽线性响应。噻因介导电子转移构型可连续工作8小时，并在...
本文设计了一种基于氧化还原聚合物/胆红素氧化酶（BOD）的气体扩散电极，用作葡萄糖/O2生物燃料电池中非电流限制且非稳定性限制的生物阴极，以构建自供电葡萄糖生物传感器。概念验证中，生物阳极采用Os-复合物修饰氧化还原聚合物 P(VI-co-AA)-[Os(bpy)2Cl]Cl 与 FAD 依赖性葡萄糖脱氢酶（FAD-GDH）固定化，...
本文构建了一种纸基葡萄糖/空气生物燃料电池（BFC），用于自供电农药检测。所开发的纸基芯片采用中空通道传输流体，而非毛细作用，从而缩短分析时间并降低物理吸附。利用金纳米颗粒（Au NPs）和碳纳米管（CNTs）修饰纸纤维，制备柔性导电纸阳极/阴极电极（Au–PAE/CNT–PCE）。以2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）为模板，在Au...
电化学生物传感器和生物燃料电池因多项优势而应用日益广泛。生物传感器是微型测量装置，可用于现场分析，检测时间短、样品体积小；生物燃料电池兼具环境治理与发电双重效益。在生物传感器和生物燃料电池器件中应用纳米材料可提高其运行效率并拓展应用范围。本综述讨论纳米材料改善生物电化学系统基本参数的潜力，包括提高灵敏度、降低检出限、改变检测范围、延...
将可再生生物质可持续转化为高性能电极材料受到广泛关注，但生物质衍生碳在生物传感器和生物燃料电池（BFC）中的应用仍有待探索。本文以黄瓜（Cucumis sativus）为原料，合成碳纳米棒组装的珊瑚状分级介-大孔碳（CN-CHMC），作为可持续电极材料构建电化学乳酸生物传感器和乳酸/空气 BFC。CN-CHMC 具有多孔结构和丰富缺...
亚硫酸盐是一种强毒性物质，可损害人体多器官。尽管有毒，它仍被广泛用作食品、饮料和药品中的防腐剂、抗褐变剂和抗氧化剂，因此人体易摄入外源性亚硫酸盐；内源性亚硫酸盐也产生于半胱氨酸和甲硫氨酸的分解代谢。体内生理范围内的血清亚硫酸盐水平主要由钼依赖的亚硫酸盐氧化酶（SO）严格维持，SO通过两电子氧化途径将亚硫酸盐催化氧化为硫酸盐。SO活性...
医疗生物传感器通常由生物识别组分和物理/化学换能器件构成，是生物、化学、物理等多学科交叉技术。自20世纪60年代首个葡萄糖安培酶电极问世以来，生物传感器凭借简单、灵敏、快速、准确等特点快速发展，在可穿戴、即时检测、无创分析和在线监测等方向具有广阔前景。近年来，物联网、大数据和人工智能推动下一代生物传感器向微型化、智能化和无线便携发展...
酶作为高效生物催化剂，被广泛应用于医药、食品、环境、生物传感和生物燃料电池等领域。然而游离酶在极端pH、温度、有机溶剂等条件下易失活，且难以回收，限制了实际应用。将酶固定化在碳纳米管（CNTs）表面可制备高稳定性、可重复使用的纳米生物催化剂。功能化CNTs具有大比表面积、高导电性、良好生物相容性和快速电子转移特性，是酶固定化的优良载...
黄素依赖性葡萄糖脱氢酶（FAD-GDH）是不依赖氧气的酶，具有作为葡萄糖生物传感生物催化剂的潜力。本文报道了基于 Talaromyces emersonii 来源热稳定 FAD-GDH（TeGDH）构建的安培型葡萄糖生物传感器和生物燃料电池装置。作者将 TeGDH 基因在大肠杆菌中过表达、纯化，并评估其最大生物电催化电流。分别考察了...
生物燃料电池利用化学反应和生物催化剂（酶或微生物）将化学能转化为电能，可提供清洁可再生能源。酶生物燃料电池（EBFCs）因功率密度较高、可在中性 pH 下运行，成为低功率电子器件的潜在替代能源。近十年来，研究重点在于提高生物体系的电催化活性、增强能量产生和电子导电性。自供电生物传感器可利用 EBFC 消除外部电源。本综述详细讨论了 ...
下一代可穿戴技术需要能够佩戴在柔软和弯曲表面上的便携式柔性储能、能量转换和生物传感器器件。这些器件的共形集成要求使用柔软、柔性、轻质且具有相似力学性能的材料和基底，同时保持或提高其传统性能。本综述收集并讨论了近年来在该领域的重要研究贡献，重点关注软质和柔性材料（电极、电解质、基底）的开发与排布，这些材料使传统电源和传感器能够成为可行...
本文综述了烟酰胺辅因子依赖性葡萄糖脱氢酶（NAD(P)-GDH）的物理化学性质及其在生物传感器和生物燃料电池中的广泛应用。不同来源的 GDH 在活性、稳定性及辅因子偏好（NAD+ 或 NADP+）方面存在差异。NAD(P)+ 在生物电子传递中起重要作用，但其水溶液稳定性较差且与酶结合较弱，限制了器件应用。文章讨论了多种电极修饰策略，...
本研究在玻璃碳电极上电聚合硫黄素、亚甲蓝、亚甲基蓝和甲苯胺蓝等吩噻嗪染料，考察其作为黄素腺嘌呤二核苷酸依赖葡萄糖脱氢酶（FAD-GDH）催化葡萄糖氧化过程中的电子转移介质，用于葡萄糖生物传感器和生物燃料电池。结果表明，在多种聚吩噻嗪中，聚亚甲蓝（polyMG）表现出最明显的氧化还原介导活性，其催化氧化电流随葡萄糖浓度、FAD-GDH...
吡喃糖氧化酶（POx）是一种 FAD 依赖的氧化还原酶，与葡萄糖氧化酶（GOx）同属葡萄糖-甲醇-胆碱（GMC）超家族。POx 可氧化 D-葡萄糖、D-半乳糖和 D-木糖等多种单糖，同时氧气被还原为过氧化氢。除氧化酶活性外，POx 对多种醌或金属配合物等替代电子受体也表现出显著活性。尽管 POx 通常比 GOx 具有更有利的性质（如...