Point-of-Care Diabetes Diagnostics: Towards a Self-Powered Sensor.
本研究开发了一种用于监测血糖水平的新型生物传感器，尤其适用于糖尿病患者。该装置采用微型化无膜酶燃料电池（EFC）作为紧凑的电学读出模块，实现快速现场糖尿病诊断。传感器基于一次性丝网印刷金电极（Au-SPE），并在电极表面修饰葡萄糖氧化酶（GOx），使葡萄糖可在燃料电池的阳极（对电极）和阴极（工作电极）同时发生氧化。阴极使用氧化石墨烯...
A Self-Powered Biosensor for the Detection of Glutathione.
谷胱甘肽（GSH）是广泛存在的三肽，可作为多种疾病尤其是神经退行性疾病的生物标志物。本文报道了一种基于酶燃料电池的自供电生物传感器，用于检测溶液中的GSH水平。该器件以葡萄糖氧化酶（GOx）修饰的阳极催化葡萄糖氧化，以胆红素氧化酶（BOx）修饰的阴极催化氧还原；GSH通过抑制BOx的氧还原活性，使燃料电池的最大电流和功率输出下降，从...
Enhanced electron transfer mediator based on biochar from microalgal sludge for application to bioelectrochemical systems.
本研究关注微藻提取过程中产生的废弃微藻污泥（MS）的资源化利用，并将其开发为电极材料。将MS在氮气气氛下高温活化转化为生物炭（MSB），并以钴（Co，金属氢氧化物）和壳聚糖作为电子转移介质，通过固定化形成MSB/Co/chitosan复合介质。表面形貌与组成分析表明，Co和壳聚糖与MSB良好结合，形成了可用于电子传递的复合结构。将该...
A Single-Use, Self-Powered, Paper-Based Sensor Patch for Detection of Exercise-Induced Hypoglycemia.
本文报道了一种用于预防和运动诱发低血糖管理的纸基自供电传感器贴片。该文描述了该传感器在人体汗液中监测葡萄糖的制备、体外和体内表征。该可穿戴、无创、一次性生物传感器将垂直堆叠的纸基葡萄糖/氧气酶燃料电池集成到标准创可贴胶布中。纸基装置直接贴附于皮肤，利用毛细作用将汗液吸入储液区，在该区域将化学能转化为电能，从而无需外部电源和复杂读出仪...
Direct enzymatic bioelectrocatalysis: differentiating between myth and reality.
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...
Towards timely Alzheimer diagnosis: A self-powered amperometric biosensor for the neurotransmitter acetylcholine.
阿尔茨海默病等严重脑疾病与乙酰胆碱等重要神经递质水平显著下降相关，实时监测该生物标志物对及时诊断、疗效验证和新药开发具有重要意义。本研究报道了首个用于血浆中乙酰胆碱（ACh）自供电现场检测的乙酰胆碱/氧杂化酶燃料电池，该器件由固定化乙酰胆碱酯酶（AChE）的酶阳极与铂（Pt）阴极组成。首先开发了高效 AChE 固定化电极并评估其电化...
Utilization of hydrolysate from lignocellulosic biomass pretreatment to generate electricity by enzymatic fuel cell system.
本文报道了将木质纤维素生物质稀酸预处理（DAP）后的废水解液用于酶燃料电池（EFC）系统发电。DAP过程中，生物质中半纤维素等组分被水解，葡萄糖溶入稀酸溶液形成水解液。葡萄糖氧化酶（GOD）和漆酶（Lac）分别组装在阳极和阴极电极上。通过循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）测量，最大功率密度为1.254×10^3 μW/cm2。...
Laccase Inhibition by Arsenite/Arsenate: Determination of Inhibition Mechanism and Preliminary Application to a Self-Powered Biosensor.
本文首次报道亚砷酸根（As3+）和砷酸根（As5+）对漆酶的可逆抑制。作者发现，无论是采用蒽功能化多壁碳纳米管实现酶定向的直接电子转移（DET）漆酶生物电极，还是采用 ABTS 作为电子介体的介导电子转移（MET）体系，两种砷形态均能抑制氧还原活性。以 ABTS 为电子供体进行分光光度动力学分析表明，亚砷酸根和砷酸根均符合混合抑制模...
A 3D paper-based enzymatic fuel cell for self-powered, low-cost glucose monitoring.
本文报道了一种低成本、自供电的纸基葡萄糖生物传感器。该器件以葡萄糖/氧气酶燃料电池为核心，利用电化学能量转换作为葡萄糖监测的换能机制。传感器具有三个特点：一是采用三维折纸式纸基结构，便于在纸上集成系统；二是在纸上构建空气阴极，降低制造成本并简化操作；三是采用丝网印刷的壳聚糖/葡萄糖氧化酶阳极，产生稳定电流作为葡萄糖分析信号。在 1–...
BioCapacitor--a novel category of biosensor.
本研究报道了一种新型生物传感器——BioCapacitor，其将生物识别元件与作为换能器的电容器相结合。BioCapacitor 的分析原理是：作为生物识别元件的生物催化剂氧化或还原分析物并产生电能，该电能经电荷泵电路（开关电容稳压器）向电容器充电，直至电容器达到满容量。由于电容器充电速率取决于分析物的生物催化反应，因此可通过监测电...