羟氯喹（HCQ）因用于疟疾、风湿性关节炎、系统性红斑狼疮及早期SARS-CoV-2预防而需求激增，患者用药监测需求迫切。本文开发了一种基于氧化还原氨基酸编码荧光蛋白的电化学生物传感器，用于灵敏、选择性检测HCQ。该传感器利用遗传编码的3,4-二羟基-L-苯丙氨酸（DOPA）修饰绿色荧光蛋白（GFP DOPA, GD），DOPA残基可...
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...
电化学生物传感器有望将分子检测与信号处理、无线通信集成于微型低成本系统，但微型化至微米尺度时信噪比下降，限制分子诊断应用。已有研究表明纳米结构电极可增强电化学生物传感器信号，但机制不清，难以充分利用。本文在纳米多孔电极上优化电化学适配体生物传感器，通过调节孔径、探针密度和电化学测量参数提高灵敏度。进一步提出并实验验证一种新机制：纳米...
构建电极与电活性蛋白间高效导电界面是生物传感器和生物电化学领域的关键挑战。金属有机三吡啶（TPY）分子线因长程电子转移能力被广泛研究。本研究报道基于遗传改造电活性蛋白细胞色素 c553（cyt c553）和 TPY 分子线自组装单层的逐步自下而上生物电极组装策略。通过优化溶剂，TPY-PO(OH)2 在 ITO 表面高效锚定；C 端...
生物杂化光电化学体系在光伏或生物传感应用中备受关注。此类体系中光活性蛋白通常可保持接近 100% 的内部电荷分离量子产率，但蛋白外部的电子与空穴转移步骤常限制整体效率，其动力学仍缺乏系统表征。为揭示其中一种电荷转移反应的动力学，本文报道了利用瞬态吸收光谱表征 Os 复合物修饰氧化还原聚合物（P-Os）对 Rhodobacter sp...
将光合蛋白复合体与电极界面化，既可用于研究电子转移机制，也可用于构建生物传感器。除草剂与光系统II（PSII）末端质体醌QB位点结合后，会阻断PSII电子传递，使相应生物器件性能下降；因此，PSII电子传递抑制原理被用于除草剂检测，并推动了多种生物传感器的开发。然而，此类传感器的实际行为可能比通常预期更为复杂。本文以PSII嵌入氧化...
电化学传感器是即时检测（POCT）和可穿戴传感器件的关键。建立氧化还原酶与电极之间高效的电子转移通道，是将酶催化反应转化为电化学信号、发展稳健灵敏选择性生物传感器的核心。本文报道了一种位点特异性将新型合成氨基酸 2-氨基-3-(4-巯基苯基)丙酸（TF）掺入氧化还原酶，再通过硫-氯亲核取代反应（S-click）将酶连接到电极的策略。...
本研究旨在展示κ-卡拉胶（κ-CG）在金电极上层层积累蛋白薄膜的可行性。在生物电子领域，由不同层生物分子相互作用形成的功能生物膜具有重要优势。作者以κ-CG作为聚阴离子，构建电活性多层蛋白薄膜。在已修饰细胞色素c（cyt c）单分子层的金电极上，利用κ-CG与cyt c之间的相反电荷，通过交替吸附形成[κ-CG/cyt c]多层结构...
DNA 杂交事件检测在诊断、计算、分子生物电子等领域具有重要意义，但部分氧化还原报告基团电流较低，限制了其应用。本文研究分子导线 S-[4-[2-[4-(2-苯乙炔基)苯基]乙炔基]苯基]硫醇在 DNA 杂交检测中的作用，重点考察捕获探针连接子的纳米设计对共固定自组装单分子层中互补 DNA 二茂铁标签与分子导线有效偶联及电子转移的影...
氧化还原标记肽因高稳定性、优良氧化还原性质和生物分子相互作用多样性，已成为传感与生物传感领域的多功能材料。它们可在多种亲和与酶学检测中直接观察分子相互作用，并作为电子介体。短螺旋肽能自组装成特定构型，并可层级化构建高度有序、稳定的1D、2D和3D结构。本文简要概述用于研究肽膜电子转移的电化学技术，重点讨论固定肽基序生物传感器的开发及...
砷是广泛分布的环境毒素，饮用水中的砷对全球超过1.4亿人构成威胁。多种细菌的呼吸酶亚砷酸盐氧化酶（Aio）催化亚砷酸盐（As(III)）氧化为亚砷酸（As(V)），并正被开发为亚砷酸盐生物传感器。来自根瘤菌属 NT-26 的 Aio 为异四聚体，由含钼中心和 3Fe-4S 簇的大催化亚基 AioA，以及含 Rieske 2Fe-2S...
微生物燃料电池（MFC）技术的进展凸显了这些装置作为生物传感器的潜力。MFC生物传感器具有表型检测优势，可工作在批量检测或流动式格式中，因而适合实验室连续在线监测和现场应用。其选择性主要取决于阳极室中所用微生物，以及人工阳极表面与细菌之间发生的电子转移（ET）过程；该过程强烈决定传感系统的内阻，并进而影响信号输出和响应时间。尽管MF...
本文报道了一种基于金纳米粒子（AuNP）介导电子转移（ET）穿过自组装单层（SAM）的信号关闭型阻抗免疫生物传感器，用于高灵敏检测大肠杆菌 O157:H7。传感器以金电极为基底，在其表面构建由 11-巯基十一烷酸（MUA）和 1-十一硫醇（UDT）组成的混合 SAM，并通过 EDC/NHS 化学共价固定抗大肠杆菌 O157:H7 I...
本文综述脱合金纳米多孔金（NPG）在生物电化学中的研究进展。NPG由Au-Ag等合金选择性溶解较不贵组分形成，具有三维双连续孔道、高比表面积、良好导电性、化学稳定性、生物相容性和抗污性。文章总结其制备与表征方法，包括硝酸脱合金、磁控溅射、原位电沉积脱合金，以及SEM、TEM、AFM、循环伏安和XPS等。综述进一步说明NPG可保护酶、...
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。...
氧化还原蛋白在电极上的组装是生物传感器开发的重要步骤。p-磺酸基杯[4]芳烃已被证明可作为“分子胶”，用于细胞色素c（cytochrome c, cytc）的组装与结晶。本文报道了在自组装单分子层（SAM）修饰金电极上生长的微米级cytc–杯[4]芳烃晶体的电化学数据。通过循环伏安法表征，获得了异常高的电活性cytc浓度。峰电流与扫...
本研究开发了一种基于硒化镉量子点（CdTe QDs）电子转移机制及其对司帕氟沙星（SPF）荧光猝灭效应的高灵敏荧光生物传感器，用于SPF检测。作者利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了SPF与CdTe QDs的相互作用机制，结果表明SPF可作为电子受体接受CdTe QDs导带电子，抑制电子-空穴复合，导致荧光猝灭，且猝灭为动态猝灭。...
微小RNA（miRNAs）已成为多种癌症诊断与预后生物标志物的新候选物，因此灵敏、选择性检测 miRNA 对早期癌症诊断和疾病预防具有重要意义。本文开发了一种新型、简单的电化学 miRNA 生物传感器，以 Cd2+ 修饰的钛磷酸纳米颗粒作为信号单元，以两条 DNA 作为捕获探针，并以 Ru(NH3)6^3+ 作为电子转移介质。大量镉...
本研究采用三种葡萄糖氧化酶（GOx）固定化策略——共价附着（CA）、酶涂覆（EC）和酶沉淀涂覆（EPC），分别制备 CA-E、EC-E 和 EPC-E 酶电极。在 EPC-E 设计中，将游离碳纳米管（CNTs）从 0 增至 75 wt% 引入，初始葡萄糖传感灵敏度由 2.40×10^-3 提高至 16.26×10^-3 A·M^-1...
尽管已有多种双链 DNA 检测方法，但开发省时、特异且可再生的荧光传感平台仍具挑战。本研究提出一种基于谷胱甘肽（GSH）包覆碲化镉量子点（CdTe QDs）与尼罗蓝（NB）之间电子转移机制的“off-on”可再生荧光生物传感器，用于 DNA 检测。初始状态下，GSH 包覆 CdTe QDs 的高荧光可被 NB 有效猝灭，原因是 NB...