在酶基生物传感器中，Ag/AgCl 参比电极溶出的 Ag+ 会抑制酶活性。本文以胆红素氧化酶（BOD）为模型酶，研究 Ag+ 对直接电子转移（DET）型生物电催化活性的影响，并探索抑制机制与保护策略。通过动力学分析、原子吸收光谱（AAS）和可见吸收光谱，证实 Ag+ 可结合 BOD，并主要结合到 I 型铜（T1 Cu）位点，导致 O...
在导电表面制备金属氧化物薄膜并用于生物传感器具有重要意义。葡萄糖氧化酶（GOx）的正确取向可形成能选择性检测 D-葡萄糖的生物界面，用于健康人和糖尿病患者的血糖监测。本研究在金电极表面先电沉积镍，再将其转化为氧化镍/氢氧化镍（NiO/Ni(OH)2）薄膜，并进一步电沉积固定 GOx。表面表征证实了修饰层的化学组成、形貌和薄膜结构。N...
本研究开发化学气相沉积（CVD）合成的杂原子石墨烯（HGr）生物电子界面，用于通过驱动分子穿过石墨烯薄晶格中的微小孔道或原子孔，实现分子的全电子超快检测与分析，并促进电催化与电子传输。拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和高分辨透射电镜（HRTEM）证实结晶石墨层中存在氯、氮和氧（<7）。作者报道了对底物逐步添加的快速生物电催化响应...
本综述系统回顾作者围绕生物电催化开展的研究进展，重点介绍其在生物传感器与生物燃料电池设计中的应用。文章聚焦两类关键生物电催化反应：黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶（FAD-GDH）催化的葡萄糖氧化，以及胆红素氧化酶（BOD）催化的氧还原。综述阐述了生物电催化的基本原理，包括介导电子转移（MET）与直接电子转移（DET），并讨论提...
理解氧化还原蛋白与电极表面之间的直接电子转移过程，对阐明蛋白质机制特性及开发新型生物传感器具有重要意义。本研究将 Marinobacter hydrocarbonoclasticus 细菌中提取的一氧化氮还原酶（NOR）吸附到热解石墨电极（PGE）上，构建无介质酶生物传感器（PGE/NOR），用于表征 NOR 的直接电化学行为及其对...
酶促生物电催化被越来越多地用于深入理解氧化还原酶、开发极简而特异的生物传感器平台，以及开发替代能量转换装置和生物电合成装置，以生产能源或重要化学品。某些酶无需电子介体即可与适当设计的电极表面进行电子通信，这一现象称为直接电子转移或直接生物电催化。尽管已有许多深入研究，但有时难以区分理想的酶促生物电催化与来自失活酶或释放催化辅因子的电...
本文简要综述了用于体外健康应用的生物电催化器件，涵盖食品安全与环境分析，重点讨论微电极与微流控生物传感器、纸基即时检测器件以及可穿戴生物传感器，并分析其主要技术瓶颈和未来发展方向。文章进一步考察生物催化剂与电极之间电子转移在传感器设计中的作用，分别介绍间接、直接和介导电子转移机制，总结调控生物催化体系中电子转移的主要策略及最新进展。...
本文基于理论分析与数值模拟，系统表征了微电极上介导酶促生物电催化反应的伪稳态电流特性。研究以微盘电极为模型，考虑底物、氧化酶和氧化介体在溶液中的反应-扩散过程，并采用有限元方法求解 Butler–Volmer 电极动力学与反应-扩散方程。结果表明，当酶促反应速率远快于底物经非线性扩散的传质速率时，电极附近会形成反应平面，底物的质量流...
本文报道了一种由碳纳米点(CNDs)与壳聚糖(chitosan)构成的新型复合膜，并将其作为固定血红素蛋白血红蛋白(Hb)的基质，用于直接电化学和生物电催化研究。将Hb-CNDs-壳聚糖复合膜滴涂于玻碳电极(GC)表面，制备得到修饰电极。光谱与电化学结果表明，复合膜中的Hb基本保持天然结构，而膜中的CNDs可显著促进Hb与GC电极之...
本文报道了一种基于多酶级联反应的人体皮肤皮脂甘油三酯电化学生物传感器。皮脂中过量甘油三酯是痤疮、脂溢性皮炎等皮肤问题的诱因之一，但此前尚无用于定量皮脂甘油三酯的生物电催化方法。作者构建了负载脂肪酶、甘油激酶（GK）和甘油磷酸氧化酶（GPO）的多酶电极；酶通过静电作用沉积，并经酶与聚合物基质之间的交联进一步稳定。酶修饰传感电极在保存条...
本文报道了一种用于乙醇高效生物电催化氧化的集成化、结构化和多功能生物电催化体系。该体系基于静电吸引的层-by-layer（LbL）组装策略，将带正电的多壁碳纳米管与脱氢酶进行受控组合。具体而言，作者利用LbL技术将两种脱氢酶以及聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）包覆的多壁碳纳米管依次固定在玻碳电极表面，并分别考察了单酶（酒精脱氢酶，...
纳米结构材料会显著改变吸附蛋白的行为，但相关相互作用难以表征。本文提出一种新方法，将纳米结构石英晶体微天平（QCM-D）表面的蛋白吸附研究，与表面等离子共振（SPR）和循环伏安（CV）等光学及电化学方法相结合，从而同时量化结合蛋白的量和活性。研究以氧化还原酶葡萄糖氧化酶（GOx）为模型体系，考察其在平金表面和纳米结构金表面吸附后功能...
我们开发了一种用于全人血糖尿病诊断的电化学糖化血红蛋白（HbA1c）生物传感器，其基于糖化蛋白之间的竞争性结合反应。迄今为止，尚无研究报道一种简单且准确的电化学生物传感器用于全血中 HbA1c 的定量，因为在全血中很难将 HbA1c 与大量血红蛋白及其他成分正确区分。为检测糖化血红蛋白，我们使用硼酸修饰电极，其硼酸基团可与糖化蛋白糖...
为理解细胞膜功能，需要多参数关联技术。本文报道一种微型安培酶学生物传感器及其制备，用于细胞膜的电化学与形貌同步研究。该传感器由扫描力显微镜（AFM）金涂层悬臂和过氧化物酶（PODs）酶转导层组成，酶层通过邻苯二胺电聚合形成的聚邻苯二胺（PPD）膜包埋固定。当探针接触底物或细胞膜时，PODs 催化特异性氧化还原反应并产生电流，电流强度...
本文报道了一种基于血红蛋白直接电子转移的过氧化氢电化学生物传感器。作者以单油酸甘油酯（MO）与水形成的液晶立方相作为固定化基质，将牛血红蛋白（Hb）包埋于玻璃碳电极（GC）表面。该MO立方相具有反相水连续结构，内部水通道允许过氧化氢和质子扩散，同时脂质环境可稳定血红素蛋白构象。循环伏安结果表明，Hb与GC之间发生快速直接电子转移，平...
本文研究废水来源阳极混合培养微生物生物膜的温度依赖性与温度极限。作者证明这些电活性生物膜在5–45 °C范围内具有生物电催化活性。初始生物膜生长阶段的高温不仅缩短成膜时间，还会影响其在相同操作温度下的电化学性能：15 °C下成膜时间超过40天，而35 °C下缩短至3.5天。在30 °C操作时，22 °C培养的生物膜电流密度为520 ...
电活性生物膜（EAB）概念源于部分细菌能在导电材料表面形成生物膜，并通过细胞膜组分与电极直接交换电子，无需外源介体。该电催化特性与 Geobacter sulfurreducens、Rhodoferax ferrireducens 等特定菌株有关。EAB 主要可来自土壤、海水/淡水沉积物，或污泥、工业/生活废水等富微生物环境。将微生...