基于还原氧化石墨烯/金纳米粒子/多壁碳纳米管复合材料构建酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器研究 被引量：1

1

作者 易锦飞 尹学虎 +5 位作者 李蓉 马丽红 张艳丽 王红斌 杨文荣 庞鹏飞 《分析测试学报》 北大核心 2025年第3期393-401,共9页

基于酶生物燃料电池(EBFC)构建的自供能传感装置具有结构简单、易于小型化、无需外部电源等优势,在临床诊断、环境监测、生物传感等领域具有潜在的应用前景。利用还原氧化石墨烯/金纳米粒子/多壁碳纳米管(rGO/AuNPs/MWCNTs)复合材料作... 基于酶生物燃料电池(EBFC)构建的自供能传感装置具有结构简单、易于小型化、无需外部电源等优势,在临床诊断、环境监测、生物传感等领域具有潜在的应用前景。利用还原氧化石墨烯/金纳米粒子/多壁碳纳米管(rGO/AuNPs/MWCNTs)复合材料作为电极基底材料,通过在rGO/AuNPs/MWCNTs修饰电极表面分别固定葡萄糖氧化酶(GOx)和电沉积生长二氧化锰(MnO2),制得EBFC生物阳极和阴极,构建单室酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器(EBFC-SPGB)。当存在目标物葡萄糖时,生物阳极表面固定的GOx发生酶促反应,催化葡萄糖产生电子经外电路到达阴极,导致阴极表面MnO2发生还原反应,产生电化学响应信号。rGO/AuNPs/MWCNTs纳米复合材料具有优异的导电性、生物相容性和较大的比表面积,其协同效应可显著提高GOx负载量和有效促进电子在电极表面传递。构建的EBFC-SPGB最大功率输出信号与葡萄糖浓度在1~30mmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.3 mmol/L,成功用于人体血清样本中葡萄糖浓度的检测。 展开更多

关键词 葡萄糖 纳米复合材料 酶生物燃料电池 自供能葡萄糖生物传感器

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基于石墨烯/金纳米粒子/碳化钛复合材料构建双室酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器

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作者 李世宣 蒙化 +6 位作者 尹学虎 易锦飞 马丽红 张艳丽 王红斌 杨文荣 庞鹏飞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期31-39,共9页

基于酶生物燃料电池(EBFCs)构建的自供能电化学传感装置具有结构简单、易于小型化及无需外部电源等优势,在生物传感、环境监测和临床诊断等领域具有潜在的应用前景.本文利用石墨烯/金纳米粒子/碳化钛(rGO/AuNPs/Ti_(3)C_(2))纳米复合材... 基于酶生物燃料电池(EBFCs)构建的自供能电化学传感装置具有结构简单、易于小型化及无需外部电源等优势,在生物传感、环境监测和临床诊断等领域具有潜在的应用前景.本文利用石墨烯/金纳米粒子/碳化钛(rGO/AuNPs/Ti_(3)C_(2))纳米复合材料修饰玻碳电极(rGO/AuNPs/Ti_(3)C_(2)/GCE)作为EBFCs阴极,在其表面进一步固定葡萄糖氧化酶(GOx),制得EBFCs生物阳极,进而通过组装EBFCs生物阳极和阴极构建了双室酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器(EBFCs-SPGB).当阳极室存在目标物葡萄糖时,生物阳极表面固定的GOx发生酶促反应,催化葡萄糖产生电子并经外电路到达阴极,导致阴极表面Fe(CN)_(6)^(3-)发生还原反应,从而产生电化学响应信号.rGO/AuNPs/Ti_(3)C_(2)纳米复合材料具有优异的导电性、生物相容性和大的比表面积,其协同效应可显著提高GOx负载量和有效促进电子在电极表面的传递.构建的EBFCs-SPGB最大功率输出信号与葡萄糖浓度在0.3~10 mmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.1 mmol/L(S/N=3),可用于人体血清样本中葡萄糖浓度的检测分析. 展开更多

关键词 葡萄糖 纳米复合材料 酶生物燃料电池 自供能电化学传感器

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在体酶生物燃料电池的研究进展 被引量：5

3

作者 宁永月 李刚勇 +3 位作者 郑旭超 许崔星 周明 胡宗倩 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期365-374,I0003,共11页

酶生物燃料电池(Enzymatic biofuel cells,EBFCs)具有高专一性和催化性能,可催化与氧化还原反应有关的燃料并获得电能.可用的生物燃料,如葡萄糖、乳酸和丙酮酸盐,可以从汗液、泪液和血液中提取,因而以体液为燃料的EBFCs在可植入式或可... 酶生物燃料电池(Enzymatic biofuel cells,EBFCs)具有高专一性和催化性能,可催化与氧化还原反应有关的燃料并获得电能.可用的生物燃料,如葡萄糖、乳酸和丙酮酸盐,可以从汗液、泪液和血液中提取,因而以体液为燃料的EBFCs在可植入式或可穿戴式设备中具有良好的应用前景.采用生物电催化机理对酶生物燃料电池在体液发电中的应用进行了研究,以及对可植入式或可穿戴式生物燃料电池的主要挑战和未来的前景进行了展望. 展开更多

关键词 酶生物燃料电池 生物电催化 可植入式设备 可穿戴式设备

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酶生物燃料电池 被引量：1

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作者 杨程硕 段贤洁 +2 位作者 秦楠 陆群 方维臻 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第2期295-300,共6页

酶生物燃料电池是以酶为催化剂,直接将燃料中的化学能转化为电能的装置,其作为一种高效、清洁、可持续供给并可替代化石燃料的能源装置,逐渐成为研究的热点。由于酶在生物体外难以较长时间保持生物催化活性,因此酶生物燃料电池的稳定性... 酶生物燃料电池是以酶为催化剂,直接将燃料中的化学能转化为电能的装置,其作为一种高效、清洁、可持续供给并可替代化石燃料的能源装置,逐渐成为研究的热点。由于酶在生物体外难以较长时间保持生物催化活性,因此酶生物燃料电池的稳定性差且寿命较短。另外,酶生物燃料电池也有输出功率不高的缺点。为了解决这些问题,可以从酶的固定方法和载体材料方面寻找突破口,实现酶的活性中心和载体材料之间高效的电子转移,并改善酶所处的环境。从酶的固定化和载体材料两个方面概述近几年的研究进展。 展开更多

关键词 酶生物燃料电池 酶固定方法 载体材料

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酶生物燃料电池自供能传感器的研究现状及应用 被引量：4

5

作者 宋荣斌 朱俊杰 《分析科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期686-690,共5页

在现代分析领域中,对于生物传感器的要求不断倾向于微型化和便捷化。基于酶型生物燃料电池的自供能传感器在检测目标物的同时可以提供能量,避免了外电源的使用,为生物传感器的微型化和便捷化发展提供了有效途径,日益成为人们关注的焦点... 在现代分析领域中,对于生物传感器的要求不断倾向于微型化和便捷化。基于酶型生物燃料电池的自供能传感器在检测目标物的同时可以提供能量,避免了外电源的使用,为生物传感器的微型化和便捷化发展提供了有效途径,日益成为人们关注的焦点。本文按照设计原理进行分类,对近五年内发展的基于酶型生物燃料电池的自供能传感器进行了综述,并展望了其今后的研究趋势和应用前景。 展开更多

关键词 自供能传感器 酶型生物燃料电池 生物电化学

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生物燃料电池酶电极的研究进展 被引量：2

6

作者 侯秀璋 马晓燕 +1 位作者 惠昱晨 常海 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期414-419,共6页

综述了生物燃料电池酶电极的研究进展,尤其是近年来在氧化还原酶的种类、电子介体电极、直接电子传递电极以及固定化酶等方面的研究成果。从提高生物燃料电池的转换效率出发,分析各因素对酶电极性能的影响,包括针对不同底物燃料使用相... 综述了生物燃料电池酶电极的研究进展,尤其是近年来在氧化还原酶的种类、电子介体电极、直接电子传递电极以及固定化酶等方面的研究成果。从提高生物燃料电池的转换效率出发,分析各因素对酶电极性能的影响,包括针对不同底物燃料使用相应的氧化还原酶实现电极之间的电子传递、小分子或聚合物中介体存在下提高电流密度、导电聚合物等修饰电极对直接电子传递效率的贡献,以及物理或化学的酶固定化方法增加酶的稳定性等。因此采用新材料及新工艺构筑酶电极,最大程度上保持酶的活性,提高载酶量及电子传递效率,将成为该领域未来的发展方向。 展开更多

关键词 酶生物燃料电池 酶电极 氧化还原酶 电子传递 酶的固定化

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基于酶型生物燃料电池发展的自供电生物传感器的应用进展

7

作者 赵灵芝 张小清 +2 位作者 苗延青 邓文婷 胡颢 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期57-60,共4页

重点综述了基于酶型生物燃料电池发展的自供电式生物传感器的工作原理和在检测分析酶的底物、酶抑制剂以及临床上病毒与生物标志物等方面的研究进展,并对今后的研究趋势进行了展望。

关键词 酶型生物燃料电池 自供电 生物传感器

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生物燃料电池研究进展 被引量：33

8

作者 康峰 伍艳辉 李佟茗 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期723-727,共5页

生物燃料电池利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有燃料来源广泛、反应条件温和、生物相容性好等优点。按采用催化剂的不同,可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池。简述了生物燃料电池的工作原理,综述了其最新的研究进展。微生... 生物燃料电池利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有燃料来源广泛、反应条件温和、生物相容性好等优点。按采用催化剂的不同,可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池。简述了生物燃料电池的工作原理,综述了其最新的研究进展。微生物燃料电池发展的新方向主要是无介体微生物燃料电池的研究和高活性微生物的选用;而酶生物燃料电池的研究,集中在寻找固定酶的新方法,发展体积更小的无介体酶生物燃料电池,以及与太阳电池相结合等方面。对生物燃料电池未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 生物燃料电池 微生物燃料电池 酶生物燃料电池

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生物燃料电池的研究进展 被引量：21

9

作者 宝玥 吴霞琴 《电化学》 CAS CSCD 2004年第1期1-8,共8页

　简要介绍生物燃料电池的工作原理、分类,归纳近年来国内外研究现状.讨论了电子传递媒介体在生物燃料电池中的作用以及如何提高电池性能的对策.最后,探讨了影响生物燃料电池研究进展的瓶颈,并展望其应用前景.

关键词 生物燃料电池 工作原理 电子传递媒介体 修饰电极 微生物燃料电池 酶生物燃料电池

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生物燃料电池的研究进展 被引量：2

10

作者 辛存良 马晓燕 李冬梅 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期754-757,共4页

综述了国内外生物燃料电池的最新发展状况,详细介绍了微生物燃料电池和酶生物燃料电池的结构及原理,并展望了生物燃料电池的应用前景。

关键词 酶生物燃料电池 双极室 单极室 隔膜

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耐高温重组CotA蛋白的胆红素氧化酶反应动力学及活性鉴定（英文）

11

作者 范丽莉 赵敏 +2 位作者 王炎 王珏玉 孙明慧 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期807-815,共9页

已知源于枯草芽孢杆菌内生孢子的Cot A蛋白具有漆酶和胆红素氧化酶活性。然而,其分离纯化极为困难。本研究对表达与纯化的重组Cot A蛋白的胆红素氧化酶特性及氧化还原功能进行鉴定。基因转染及筛选获得了表达Cot A的P.pastoris菌株;继而... 已知源于枯草芽孢杆菌内生孢子的Cot A蛋白具有漆酶和胆红素氧化酶活性。然而,其分离纯化极为困难。本研究对表达与纯化的重组Cot A蛋白的胆红素氧化酶特性及氧化还原功能进行鉴定。基因转染及筛选获得了表达Cot A的P.pastoris菌株;继而,表达的重组Cot A蛋白经DEAESepharose FF及Sephadex G-75层析分离与纯化,产物得率为25%,纯化产物的酶比活性为4 U/mg。经SDS-PAGE和MALDI-TOF MS分析显示,其分子质量为65 k D。纯化的Cot A蛋白能够催化胆红素氧化,生成胆绿素,且催化反应速率受反应溶液中溶解氧含量的影响,提示纯化的重组CotA具有胆红素氧化酶活性。酶反应进一步证明,Cot A的胆红素氧化酶反应最适p H值为p H 8.0,最适温度为60℃。该酶在90℃条件下的半衰期为7 h,提示Cot A胆红素氧化酶具有高度的热稳定性。Cot A修饰的摄谱仪石墨电极可直接电催化分子氧(O2)还原,具有很好的电流响应。我们的结果表明,重组的Cot A蛋白具有耐高温胆红素氧化酶活性。更重要的是,我们的结果还提示重组的Cot A蛋白在酶生物燃料电池阴极的制备上具有较好的应用潜能。 展开更多

关键词 内生孢子的CotA蛋白 胆红素氧化酶 生物催化 酶生物燃料电池

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