自供电生物传感器作为一种新型的传感平台，研究人员通过模拟体内电子转移，建立了基于分子间电子转移的酶生物燃料电池。利用生物燃料电池作为同步电源和生物传感器系统，具有无需外接电源、仪器简单、易于小型化等优点。同时，受仿生技术的启发，利用金属有机骨架(MOFs)将生物大分子包裹在自然保护外表面，已被证明是增强生物催化活性维持生物功能的有效策略。作为酶生物燃料电池的一种新的应用，自供能生物传感器无需外部电源、抗干扰性能好且成本低廉，已被成功应用于葡萄糖检测、免疫分析以及有毒污染物的检测领域
在此，江南大学纺织科学与工程学院魏取福教授团队采用新型多孔有机金属框架材料作为酶分子固定化载体，成功地将漆酶(LAC)封装在新型多孔有机金属框架材料 (ZIF-8)中，得到了具有优异稳定性的固定化酶，并将其与细菌纤维素(BC)/羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNTs)骨架结合，并将其用于制备一种可同时作为酶生物燃料电池阴极和阳极的纤维素基高柔性电极，即制备了高度柔性的BC/c-MWCNTs/ZIF-8@LAC电极。随后，基于分子内电子转移的新概念，研究团队巧妙地设计了一个基于单酶驱动的生物燃料电池的高度灵活的自供电传感平台，实现了对酚类污染物的自供能检测（采集双酚A (BPA)作为模型分析物）。单酶生物燃料电池(EBFC)的最大功率密度(Pmax)在0.01 ~ 0.4 mM之间表现出良好的线性动态范围，BPA浓度的最低检出限为1.95×10−3 mM。因此，设计的基于单EBFC的自供电传感器在BPA检测中是可行的，在水污染物检测领域具有广阔的应用前景。
图1-单酶燃料电池基自供能生物传感器工作原理
图2-细菌纤维素基柔性电极
论文要点：1）制备了具有空前稳定性的ZIF-8@LAC生物催化剂，2）建立了一种基于细胞的单酶生物燃料自供电生物传感器，3）设计的装置对双酚A具有良好的检测灵敏度。
该项工作近日以题为“Encapsulation of Enzyme by Metal-Organic Framework for Single-Enzymatic Biofuel Cell-Based Self-Powered Biosensor”的研究论文在国际著名期刊Nano Energy上在线发表。魏取福教授为本文通讯作者，博士生李鑫为论文第一作者。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104308
