本文開發(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的有機材料捕獲能力，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）。通過光譜學方法證實了MR和GOx的穩(wěn)定固定，并進行了電化學表征，以證明其在酶促生物燃料電池（EBC）中作為促進陽極反應的生物催化劑的可行性。根據(jù)評估，CNT/[殼聚糖-MR]/殼聚糖/GOx顯示出相對優(yōu)異的起始電勢（-0.04 V vs. Ag/AgCl）和峰值電流密度（169 μA cm
-2）。這是因為催化劑很好地跟蹤了MR的起始電勢，從而確定了催化劑的起始電勢，并且殼聚糖的強大捕獲能力固定了大量的GOx。當使用生物催化劑時，EBC表現(xiàn)出出色的電性能，開路電壓為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結構的循環(huán)伏安曲線。CV曲線在氮氣環(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UV-Vis光譜測量的CNT/殼聚糖/MR結構的吸光度吸收峰，MR濃度從0.5到3 mg mL
-1。
Fig. 4 通過UV-Vis光譜法測量的純GOx；CNT/MR/GOx；CNT/[殼聚糖-MR]/GOx和CNT/[殼聚糖-MR]/殼聚糖/GOx結構的吸收峰。所有催化的GOx濃度為5 mg mL
-1。
相關研究成果于2020年由首爾科技大學化學與生物分子工程系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。
