研究人员创造了一种新材料,优化了酶的使用。这一发展提高了酶在电化学生物传感器中的反应效率和持久稳定性,这对于医疗和其他用途至关重要。此外,研究人员显著改善了这些设备的性能。
酶对于人类身体和自然界中发生的化学反应至关重要。然而,在使用酶制造像传感器这样的电子设备时,一个主要挑战是促进酶与电极之间有效和高效的电子转移,特别是在传统技术下。
近期,研究团队通过引入一种独特的材料——金属有机框架(MOFs)来解决这个问题。MOFs由金属和有机连接体构成,形成多孔晶体结构,通常用于气体吸附和分离等应用。通常来说,MOFs具有低电导率,不参与氧化还原反应;因此,研究人员用增强电子导电性和促进特定氧化还原反应的材料重新设计了MOF结构(这些材料被称为氧化还原介质)。增强后的材料像一根“电线”,能够在酶和电极之间实现有效的电子转移。此外,MOFs的结构旨在便于酶隐藏的活性位点的访问。另一个关键方面是开发一种适合的纳米级结构和实用策略,用于将酶固定在电极表面,这有助于防止酶泄漏,并确保准确测量。
这种创新方法使得从基于酶的生物传感器中获得高效且稳定的长期读数成为可能。团队看到这一进展在疾病诊断、环境监测和可持续能源技术等领域的潜在应用。他们相信,他们的工作不仅将进一步推动科学知识的发展,还将改善人们的生活。