本文开发了一种用于乙醇定量的无膜微流控生物燃料电池（MBFC）。该系统由阳极液和阴极液组成，两者分别含有生物催化剂和氧化还原介质。微流控芯片中的层流条件可减少阳极液与阴极液之间的混合，从而无需膜进行分隔。当乙醇加入阳极液时，乙醇脱氢酶（ADH）催化其氧化为乙醛，并向阳极释放电子；在阴极，电子转移至辣根过氧化物酶（HRP），将阴极液中...
本文构建了一种基于 MoS2@CuS 异质结和杂交链反应（HCR）信号放大策略的双向自供电生物传感器，用于准同时检测 Pb2+ 和 Hg2+。MoS2@CuS 异质结可显著促进葡萄糖与生物电极之间的电子转移，从而大幅提高自供电生物传感器的检测信号。该传感器利用 DNAzyme 的独特序列，分别通过切割效应和胸腺嘧啶（T）–Hg2+–...
本文报道了一种基于多壁碳纳米管修饰水基石墨墨水的新型可穿戴自供电生物传感器，用于通过汗液分析检测酒精滥用。模板印刷石墨（SPG）电极印刷于柔性基底上，经多壁碳纳米管（MWCNTs）滴涂修饰；阳极电沉积聚亚甲基蓝（pMB）作为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化催化剂，阴极负载血红素（hemin）作为过氧化氢（H2O2）还原催化剂。酒...
自供电生物传感器是一类无需外部电源即可检测和分析生物或化学物质的创新器件，它们可将周围环境或分析物本身的能量转化为电信号，用于传感与数据传输。其自供电特性带来便携、自主运行和减少一次性电池废弃物等优势，可应用于医疗健康、环境监测、食品安全和可穿戴设备等领域。尽管前景广阔，该领域仍面临能量效率、灵敏度和稳定性等挑战。本综述聚焦自供电生...
本文报道了一种基于单酶生物燃料电池的自供电安培葡萄糖生物传感器。该传感器由生物阳极和生物阴极组成，两电极均修饰葡萄糖氧化酶（GOx）。石墨棒电极（GRE）经循环伏安法修饰普鲁士蓝（PB）纳米颗粒嵌入聚(吡咯-2-羧酸)（PPCA）壳并再覆盖一层PPCA，用作生物阴极；另一GRE修饰由聚(1,10-菲啰啉-5,6-二酮)（PPD）和金...
本文提出一种用于自供电生物传感器能量控制单元的新型纳米结构射频（RF）至直流（DC）转换器。该电路基于三相供电的格雷茨桥（Graetz Bridge, DP3），可视为共阳极组与共阴极组的合理组合；在保持三相整流结构的同时，将二极管替换为六个二极管连接的 NMOS 晶体管，并在各级加入电容以实现电压提升，从而以较少级数获得较强的直流...
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...
电化学生物传感器中，酶生物燃料电池可同时作为能量电源和信号发生器，已成为研究热点。此类自供电生物传感器具有能源自给、结构简单、可在体内工作、在线及时监测等优点，自酶生物燃料电池自供电生物传感器（EBFC-SPB）概念提出以来，在健康监测领域取得显著进展。然而，便携式 EBFC-SPB 的制备与实际应用仍受限于微型化难题。近年来，微流...
土壤微生物燃料电池（SMFC）是用于土壤供电生物传感器的创新装置。然而，传统SMFC传感器依赖阳极生物传感，在有毒污染物的长期连续监测中可能不稳定。本文开发了一种基于碳毡的阴极SMFC生物传感器，并将其应用于土壤供电的重金属离子长期传感。该SMFC生物传感器在1000 Ω外负载下产生约400 mV的输出电压。注入金属离子后，SMFC...
小肠内代谢物的动态组成对多种疾病的诊断与治疗至关重要，但现有方法难以原位、实时获取肠腔环境信息。本文报道了一种无电池、可吞咽的无线生物传感系统，用于在小肠内实时监测代谢物。作为概念验证，作者在猪模型中连续监测肠道葡萄糖动态。该系统将葡萄糖生物燃料电池（BFC）与定制低功耗集成电路集成于3D打印胶囊中，BFC同时作为能量收集器和葡萄糖...
土壤微生物燃料电池（SMFC）最初是利用土壤中微生物将有机质转化为电能的装置。近年来，基于SMFC的生物传感器成为实时、快速监测土壤质量与土壤污染的新方向。与传统生物传感器相比，SMFC生物传感器具有成本低、结构简单、可原位部署和长期自供电监测等优势，适合用于土壤质量或污染的原位长期监测。本综述系统介绍了近年来发展的不同SMFC生物...
植入式生物医学设备（IMDs）在医疗监测、诊断和治疗中发挥重要作用，但受限于电池寿命，难以实现长期原位监测与治疗。摩擦纳米发电机（TENG）的提出和快速发展使植入式设备摆脱电池束缚，构建自供电医疗系统。本综述系统概述了基于TENG的植入式生物医学设备研究进展，将其分为自供电生物传感器、体内能量收集器件和直接电刺激治疗器件三类。文章介...
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...
人血清中 microRNA（miRNA）的检测对癌症早期预防具有重要意义。本文报道了一种新型自供电生物传感平台，将基于酶生物燃料电池（EBFC）的自供电生物传感器与匹配电容器集成，用于 miRNA 检测。该平台以石墨炔（GDY）纳米片负载金纳米粒子（AuNPs/GDY）修饰碳纸（CP）作为生物阳极和生物阴极基底；生物阳极固定葡萄糖氧...
肌酐是评估肾功能及尿毒症早期筛查的重要生物标志物，但传统肌酐检测设备多依赖外部电源且体积较大，限制了其在日常健康监测中的普及。本文报道了一种基于酶修饰氧化锌（ZnO）纳米线压电-酶反应耦合效应的自供电生物传感器，用于实时检测汗液中的肌酐浓度。该器件以ZnO纳米线作为压电换能层，表面修饰肌酐酶、肌酐酶和肌氨酸氧化酶，在机械激励下产生压...
自供电电化学传感器在能源与器件领域取得重要进展，但在分析检测中仍受限于较低的能量转换效率，以及实际样品中大量干扰物质导致的有限选择性。本文通过整合光催化燃料电池（PFC）与分子印迹聚合物（MIP），构建了一种新型自供电生物传感器，用于黄曲霉毒素B1（AFB1）的灵敏、特异检测。与其他燃料电池相比，PFC以光为激发源，具有成本低、能量...
针对光催化燃料电池自供电生物传感器（PFC-SPB）难以区分不同光活性材料或识别事件功率密度、缺乏多目标定量能力的问题，本文提出一种电子转移调控转化策略，用于构建多路 PFC-SPB。该传感器以 n 型 CdS/Fe2O3 纳米棒阵列异质结为光阳极，p 型 CuBr 半导体为光阴极，利用两者合适的费米能级差形成自偏压，在可见光照射下...
室内甲醛检测对保护人体健康具有重要意义。本文报道了一种用于气态甲醛的肉眼读取自供电电化学生物传感器（SPEB）。该传感器基于甲醛脱氢酶（FDH）/聚亚甲基蓝（PMG）/碳纳米管纸（BP）生物阳极的高效催化活性和普鲁士蓝（PB）阴极的优异电致变色性质，采用平面构型，并以聚乙烯醇（PVA）凝胶电解质覆盖。PVA凝胶具有足够大的横向内阻，...
本研究提出一种“信号开启”自供电生物传感策略，综合利用光电化学生物燃料电池（PBFCs）和金属有机框架（MOF）控制释放行为，实现超灵敏 microRNA 检测。PBFC 基自供电传感器无需外部电源、制备简单、体积小、抗干扰能力强且成本低。该传感器以 g-C3N4/AuNPs 为光阳极，GO/CNTs/AuNPs/BOD 为生物阴极...