本研究旨在解决第三代生物传感器中嗜温菌酶稳定性不足的问题，构建一种可直接将底物反应产生的电子转移至电极的稳定直接电子转移（DET）型脱氢酶。作者将来自超嗜热菌 Pyrobaculum aerophilum 的介导电子转移（MET）型醛糖脱氢酶 PaeASD 突变体 mPaeASD 与天然电子转移蛋白细胞色素 b562（cyt b56...
本研究将吡咯喹啉醌依赖性葡萄糖脱氢酶（PQQ-GDH）固定于经三类有机染料（吖啶类中性红NR、芳甲烷类甲基绿MG、偶氮类刚果红CR）水热修饰的还原氧化石墨烯（rGO）上，构建了三种电化学生物传感器。采用扫描电镜、X射线光电子能谱和拉曼光谱表征rGO/染料复合材料。研究考察了不同rGO/染料修饰对酶活性和底物选择性的影响。rGO_MG...
本文报道了一种一次性纸基葡萄糖生物传感器，通过零长度交联剂将葡萄糖氧化酶（GOX）简单共价固定于预阳极化纸/碳电极表面，实现葡萄糖氧化酶的直接电子转移（DET）。该传感器具有较高的电子转移速率（ks=3.363 s−1）和对葡萄糖的良好亲和力（Km=0.03 mM），同时保持酶的固有活性。采用方波伏安法和计时电流法进行无中介体葡萄糖...
电化学生物传感器广泛应用于医学、营养和研究等领域，但其涉及的电化学过程长期变化有限。本文提出一种通过血红素蛋白与三角形金纳米颗粒（AuNTs）生物偶联来优化传感层固定方式和电化学性能的新策略。将血红蛋白（Hb）、肌红蛋白（Mb）和细胞色素C（Cyt c）与 AuNTs 在溶液中混合，形成稳定生物偶联物，再滴涂到电极表面构建传感器。所...
本研究在修饰玻璃碳电极（GCE）上通过层层组装构建了一种葡萄糖生物传感器，由 NAD(P)+依赖性葡萄糖脱氢酶（GDH）、胺化聚乙二醇（mPEG）、羧基功能化多壁碳纳米管（fMWCNTs）和离子液体（IL）复合功能聚合物组成，电极记为 NF/IL/GDH/mPEG-fMWCNTs/GCE。作者采用循环伏安法、紫外-可见光谱、电化学阻...
微针乳酸传感器可微创、无痛地连续监测组织间液中的乳酸浓度。传统一、二代酶传感器依赖电活性产物在电极表面发生氧化还原，而直接电子转移（DET）酶可在催化反应中直接向电极传递电子。本研究将乳酸特异性 DET 酶 lactazyme 与碳墨共固定于聚碳酸酯微针的金工作电极表面，并覆盖醋酸纤维素扩散限制层，使器件在 0.2 V 低电位下工作...
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...
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...
为充分发挥5G基础设施在医疗中的应用潜力，将生物传感器与无线标签天线简单集成具有重要意义。本文提出一种新型葡萄糖-电阻转换机制，用于构建简单、无芯片、无电池的无线生物传感器。该传感器基于近场通信（NFC）标签天线实现：将天线的一部分替换为由银纳米颗粒（AgNPs）氧化得到的高阻氯化银（AgCl）层，作为阴极转换层；生物阳极由金纳米颗...
本文以热还原氧化石墨烯（TRGO）和改性金纳米颗粒（AuNPs）为电极纳米材料，构建了用于长效生物反应器中 D-塔格糖（D-tagatose）监测的无介质生物电催化系统。作者将来源于 Gluconobacter industrius 的 D-果糖脱氢酶（FDH）分别固定化于 4-巯基苯甲酸（4-MBA）或 4-氨基硫酚（PATP）修...
准确、快速、稳健地测定分析物浓度是过程控制、产品分析、环境合规和医学应用的关键。酶基生物传感器能以简单、低成本、易操作的设备满足这些要求。本综述聚焦能够与电极发生直接电子转移（DET）的酶，以及可促进或增强DET型生物电催化的电极材料，介绍用于定量医学、工业和环境分析物的安培生物传感器，并阐明基于DET的第三代生物传感器对酶和电极材...
纤维素脱氢酶（CDH）是一种适用于生物电化学应用的氧化还原酶。其双域结构使这种黄素-血红素酶能够与生物传感器和生物燃料电池电极建立直接电子转移。然而，CDH 在周转条件下的有限稳定性限制了其在这些器件中的应用。本研究旨在通过半理性、高通量酶工程提高 CDH 的周转稳定性。作者在 96 孔板体系中筛选了 13736 个菌落，并选出 1...
发展有效直接电子转移被认为是获得高性能生物电极的重要平台，因此仍需设计可扩展、低成本且能促进电极材料与氧化还原酶之间良好直接电接触的固定化方法。本文报道了在单壁碳纳米管（SWCNT）修饰电极上，通过电化学氧化对氨基苯基膦酸（4-APPA）同步包埋吡咯喹啉醌依赖性葡萄糖脱氢酶（PQQ-GDH），一步制备活性生物电极。利用电化学共沉积过...
本文报道了五种芘衍生物非共价修饰多壁碳纳米管（MWCNT）电极，用于促进辣根过氧化物酶（HRP）直接电子转移（DET）还原过氧化氢（H2O2）的比较研究。所有芘修饰电极均较未修饰电极增强催化还原。芘-N-羟基琥珀酰亚胺酯（pyNHS）电极在6 mmol L−1 H2O2下获得最高催化电流1.4 mA cm−2，起始电位达0.61 V...
基于直接电子转移（DET）的酶生物传感器具有高效、低成本等优势，其关键在于将酶的电活性位点与电极表面有效“接线”，并控制酶在电极上的取向。本研究设计了一种黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）依赖葡萄糖脱氢酶（GDH）与最小细胞色素c结构域（MCD）融合的酶（FGM），并在预定位点引入非天然氨基酸丙炔基赖氨酸（PrK），通过铜(I)催化的叠氮...
可穿戴多路复用生物传感器的发展集中于汗液 L-乳酸及其他代谢物的检测，其中直接电子转移（DET）原理被认为具有优势。本文构建了由工程化 L-乳酸氧化酶（来自 Aerococcus viridans 的 AvLOx A96L/N212K 突变体，其氧化酶活性被最小化）与 b 型细胞色素蛋白融合而成的融合酶，以实现 DET 型乳酸和葡萄...
过氧化氢（H2O2）浓度监测在临床和工业领域具有重要意义。本文报道了一种基于血红蛋白（Hb）直接电子转移的简便 H2O2 电化学生物传感器。Hb 通过 EDC/NHS 偶联反应，以稳定酰胺键共价固定于疏水性萘基咪唑丁酸离子液体（NIBA-IL）上，并构建于多壁碳纳米管（MWCNT）修饰的玻碳电极（GCE）表面，形成 Hb/NIBA-...
尿中岩藻糖（fucose）作为癌症标志物的定量常规检测有助于癌症初步筛查。安培生物传感法具有简单、快速、精确的优点，但尿中共存的抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）等电活性干扰物会妨碍准确测量。本研究开发了一种不受上述干扰影响的安培 L-岩藻糖生物传感器，其利用来自 Coprinopsis cinerea 的吡咯喹啉醌（P...
本文通过简单两步法合成了纳米棒状二硫化钼（MoS2）半导体纳米结构，并将其作为电极材料用于固定酶和电化学传感应用。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、电化学阻抗谱和循环伏安法对纳米棒状MoS2及所构建生物传感器进行了表征。结果表明，负载于MoS2纳米结构中的酶分子保留了天然结构和生物活性，葡萄糖氧化酶（GOx）在MoS2修饰玻碳...
本研究提出两种绿色且酶友好的氧化还原酶分子“接线”策略，并以血浆胺氧化酶（PAO）为模型酶进行验证。第一种方法将 PAO 在氧化还原分子存在下短暂暴露于离子液体（IL，emimBF4），使其部分展开；随后透析去除 IL，酶复性时捕获 FAD、PLP、Cu2+、LA 等氧化还原单元，形成缩短电子隧穿距离的分子“导线”。第二种方法完全无...