随着对紧凑、低成本即时诊断生物传感器需求增加，本研究开发了一种基于铂（Pt）纳米颗粒-聚合物复合基质并功能化肌酐酶级联的新型化学阻性生物传感器。该传感器通过酶促反应生成过氧化氢（H2O2），H2O2在Pt纳米颗粒界面发生氧化还原反应，引起传感层电阻变化，从而检测肌酐。将金属纳米颗粒浓度设计在渗流阈值附近，可促进电子通过跳跃和隧穿机制...
本文提出一种集成于气体扩散电极（GDE）的混合电催化–生物电催化级联体系，用于在中性 pH 条件下将二氧化碳选择性还原为甲醇。Ag-Bi2O3 无机催化剂首先将气相 CO2 高选择性地还原为甲酸盐；随后，依赖 NADH 的甲醛脱氢酶（FaDH）和醇脱氢酶（ADH）依次将甲酸盐还原为甲醛和甲醇。反应中产生的氧化型辅因子 NAD+ 通过...
细胞内酶级联对多种生物过程至关重要，在人工体系中模拟其功能受到广泛关注，但酶在界面上的便捷高效空间组织仍是关键挑战。本研究设计了一种基于三块 polyA 单链 DNA 的简单 DNA 支架，用于偶联酶的空间排列。该支架通过 polyA 与金电极的亲和作用自组装到金电极表面，并通过 DNA 杂交同步捕获葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧...
纳米材料（包括碳纳米管、氧化石墨烯、金属–有机框架、金属纳米粒子和多孔碳）可作为高效载体，通过底物通道效应增强酶活性，同时提高酶的稳定性与可重复使用性。然而，酶取向、酶负载量、酶活性保持及固定化技术等方面仍存在显著争议，因此多酶级联反应成为研究热点。研究者受生物体内天然多酶过程启发，构建体外功能性多酶体系，并在利用多种酶的合成能力设...
酶具有高催化效率和选择性，但结构脆弱、可加工性差，限制了其在生物传感器中的应用。本文通过缺陷金属有机框架（MOF）共包埋酶，并结合海藻酸钠双交联凝胶化，构建了一种稳健且灵敏的杂化生物传感器。缺陷MOF包埋可增强酶稳定性并保留生物催化功能；海藻酸钠凝胶化赋予MOF生物杂化材料高延展性和机械强度，便于制备珠状、纤维状和片状便携式生物传感...
蛋白淀粉样纳米纤维为开发功能化纳米材料提供了生物相容平台，但现有功能仍有限，且常用聚集倾向蛋白/多肽需经复杂昂贵的组装后修饰。本研究利用生物素-链霉亲和素系统实现按需功能化。将朊蛋白启发七肽（Ac-NYNYNYN-NH2、Ac-QYQYQYQ-NH2、Ac-SYSYSYS-NH2）与生物素偶联对应物按一定比例掺入，并在温和条件下自组...
本综述分析了多酶系统在电化学生物传感器中的工作原理与主要用途。将多种酶耦联可用于扩展可检测物质的范围，提高传感器灵敏度（某些情况下可提高数个数量级），并改善选择性；文中以安培、电位和电导生物传感器为例加以说明。综述系统介绍了基于酶级联、酶循环和酶竞争体系的多酶生物传感器，讨论了其工作原理、优缺点，以及在食品生产与质量控制、临床诊断和...
受天然电子传递链中蛋白质空间组织启发，本文报道了一种由四面体DNA框架（TDN）编程的体相酶异质结（BEH）策略，用于在电化学生物传感器界面构建多酶催化级联。硫醇化TDN通过Au–S化学自组装于毫米级金电极表面，形成互穿网络支架，并通过独特悬垂连接链（UPL）将酶对定位在约10 nm的关键耦合长度（CCL）内，使整体催化级联效率提高...
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯场效应晶体管（rGO-FET）并功能化级联酶精氨酸酶和脲酶的生物传感器，用于检测L-精氨酸。精氨酸酶和脲酶通过静电层层自组装（LbL）固定在rGO-FET传感表面，聚乙烯亚胺（PEI）作为阳离子构建块。信号转换机制基于级联酶选择性催化化学反应并引起局部pH变化，rGO-FET可灵敏检测。存在L-精氨酸...
本研究开发三种安培型生物传感器，用于同时检测和区分 L-苹果酸、富马酸和 L-天冬氨酸。三种传感器均基于苹果酸脱氢酶（MDH）与脱氢酶（DIA）的组合，并通过逐步引入富马酸水合酶（FH）和天冬氨酸氨裂解酶（ASPA）构建多酶反应级联，从而扩展底物谱。电化学测量在辅因子 β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和氧化还原介质六氰合铁(II...
汗液是重要的法医生物证据，可提取DNA用于个体识别，但现有检测和鉴别方法有限，常在现场取证中被忽视。本文报道一种基于生物催化的汗液检测方法，利用乳酸氧化酶（LOx）和辣根过氧化物酶（HRP）构成的酶级联系统，通过检测汗液中的乳酸实现痕量汗液识别，并可与唾液区分，即使样品干燥后仍有效。研究首先进行校准实验，使用模拟汗液和真实汗液，评估...
人口老龄化和预期寿命延长使伤口患者增加，慢性伤口因需密集护理和持续监测而成为临床难题。本文报道一种用于伤口监测的荧光传感系统，可早期区分自主愈合伤口与慢性伤口。该系统同时监测愈合过程中两个关键波动参数：pH 和葡萄糖浓度。作者将荧光 pH 指示剂 5(6)-羧基萘荧光素（CNF）以及基于葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧化物酶（HRP...
保持酶活性并通过多酶共定位促进协同活性是生物纳米技术、材料科学和分析化学的重要课题。本研究报道了一种简便方法，将多种酶共固定于金属配位水凝胶纳米纤维中。具体而言，葡萄糖氧化酶（GOx）、粗糙假丝酵母脂肪酶（CRL）、α-淀粉酶和辣根过氧化物酶（HRP）分别被封装到由 Zn2+ 与腺苷一磷酸（AMP）经简单混合形成的凝胶纳米纤维中。多...
分子逻辑门是由生物分子和化学分子构建的设计，已成为硅基逻辑运算的替代计算方式。这些分子计算机能够接收并整合多种具有生化意义的刺激，产生明确输出，为需要处理复杂因素和精确控制的高级诊断与治疗开辟新研究途径。在分子门控器件中，布尔逻辑计算可由特定输入激活，并通过生物识别、生物催化和选择性化学反应精确处理。本综述总结了分子逻辑方法在生物传...