Biosensors and Bioelectronics（IF=10.618）2020-07-06

新加坡南洋理工大学 Yu-Cheng Chen课题组

金属离子在生物体内扮演着各种各样的角色; 因此，对水资源中金属离子的检测对于监测健康和环境状况至关重要。与人工制备的材料和器件相比，生物友好材料，如微藻，通过利用荧光发射和生物光伏燃料电池用于检测有毒化学物质。然而，由于全细胞微藻产生的生物电极少，制造复杂、测量时间长、灵敏度低仍然是最大的挑战。本研究中，我们报告了微藻生物传感器的新概念，通过在铜(Cu)纳米颗粒和下面的铜电极之间形成的纳米腔来增强光电流。等离子体腔模式与小球藻激发的光合荧光之间的强能量耦合表明，纳米腔约束可显著提高两个数量级以上的光电效率。模拟结果表明，近场增强有助于将电场限制在电极上。最后，利用微藻传感器对各种轻、重金属离子进行检测，突破检测限为50 nM。本研究旨在为纳米腔增强电化学提供启发，为生化检测、水监测和可持续光电子学开辟新途径。

原文及链接：Microalgae living sensor for metal ion detection with nanocavity-enhanced photoelectrochemistry

https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112420