本文開(kāi)發(fā)了基于葡萄糖氧化酶（GOx）的生物催化劑和甲基紅（MR）介體，以提高基于GOx生物催化劑的電子轉(zhuǎn)移能力。作為生物催化劑的載體，使用了殼聚糖包覆的碳納米管（CNT/殼聚糖），然而，由于殼聚糖具有很強(qiáng)的有機(jī)材料捕獲能力，因此MR介體和GOx可以很好地固定在CNT/殼聚糖上（CNT/殼聚糖/MR/GOx）。通過(guò)光譜學(xué)方法證實(shí)了MR和GOx的穩(wěn)定固定，并進(jìn)行了電化學(xué)表征，以證明其在酶促生物燃料電池（EBC）中作為促進(jìn)陽(yáng)極反應(yīng)的生物催化劑的可行性。根據(jù)評(píng)估，CNT/[殼聚糖-MR]/殼聚糖/GOx顯示出相對(duì)優(yōu)異的起始電勢(shì)（-0.04 V vs. Ag/AgCl）和峰值電流密度（169 μA cm
-2）。這是因?yàn)榇呋瘎┖芎玫馗櫫薓R的起始電勢(shì)，從而確定了催化劑的起始電勢(shì)，并且殼聚糖的強(qiáng)大捕獲能力固定了大量的GOx。當(dāng)使用生物催化劑時(shí)，EBC表現(xiàn)出出色的電性能，開(kāi)路電壓為0.64 V，功率密度為93 μW cm
-2。
Fig. 1. 步驟示意圖，展示了合成CNT/[殼聚糖-MR]/殼聚糖/GOx催化劑的步驟。
Fig. 2. (a) CNT/殼聚糖/MR；(b) CNT/殼聚糖/AN；(c) CNT/殼聚糖/DMPD；(d) CNT殼聚糖/AN+DMPD結(jié)構(gòu)的循環(huán)伏安曲線。CV曲線在氮?dú)猸h(huán)境下，0.01 M PBS（pH 7.4）中，以50 mv/s速率掃描下獲得。
Fig. 3. 在固定殼聚糖濃度為5 mg mL
-1的情況下，通過(guò)UV-Vis光譜測(cè)量的CNT/殼聚糖/MR結(jié)構(gòu)的吸光度吸收峰，MR濃度從0.5到3 mg mL
-1。
Fig. 4 通過(guò)UV-Vis光譜法測(cè)量的純GOx；CNT/MR/GOx；CNT/[殼聚糖-MR]/GOx和CNT/[殼聚糖-MR]/殼聚糖/GOx結(jié)構(gòu)的吸收峰。所有催化的GOx濃度為5 mg mL
-1。
相關(guān)研究成果于2020年由首爾科技大學(xué)化學(xué)與生物分子工程系Yongchai Kwon課題組，發(fā)表在Applied Surface Science（doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2019.145007）上。原文：A biocatalyst containing chitosan and embedded dye mediator adopted for promoting oxidation reactions and its utilization in biofuel cells。
