我们开发出一种适合固定human亚硫酸盐氧化酶（hSO）的三维电极，这种酶通过直接电子传递催化亚硫酸盐的电化学氧化。电极通过在预先修饰了氧化石墨烯的碳纸上滴涂石墨烯-聚乙烯亚胺（G-P）复合物修饰而成。带负电荷的hSO可以以一种适合直接电子传递的方位，静电吸附在涂有氧化石墨烯的碳纸电极（CPG）的带正电荷的复合物上（G-P）。需要注意的是，对CPG电极上的G-P进行进一步的电化学氧化，可以导致电流密度增长9倍，达到24.4±0.3 μA cm⁻²，是已报道的基于直接电子传递的hSO电极的最高值。电子传递速率提升在直接酶电流的提高中起主要作用，因为提升了hSO酶和电极之间的电接触。优化过后的hSO生物电极相比于已报道的hSO生物电极有明显的催化速率(k_cat: 25.6±0.3 s⁻¹)和效率(k_cat/K_m: 0.231 ± 0.003 s⁻¹ μM⁻¹ )。hSO生物阳极和商用的铂生物阴极用于构建使用流动燃料的亚硫酸盐/ O₂酶生物燃料电池(EBFC)。优化的EBFC在30℃时开路电压0.64±0.01 V，最大功率密度61±6 μWcm⁻² (122±12 mWm⁻³)，超过目前报道的值6倍多。

Scheme 1. 三步在CPG电极上准备G-P/R/hSO的示意图

 Figure 1. 扫面电镜图（a）CPG电极（b）CPG/G-P（c）CPG/G-P/R（d）在CPG电极上的G-P/R/hSO

 Figure 2. XPS光谱（a）CPG（b）CPG/G-P（c）CPG/G-P/R（d）各种电极的拉曼图谱

a -c部分的黑色点曲线是实验数据。


Figure 3. （a）EIS （b）CPG, G-P, G-P/R, 和 G-P/R/hSO四种电极在100 mVs^-1和100 mm 无氧的氯化钾和5 mm铁氰化钾溶液中的CV曲线。

    相关研究成果于2019年由丹麦技术大学的Jingdong Zhang课题组发表在ACS CATALYSIS（2019, 9, 7, 6543-6554）原文：Three-Dimensional Sulfite Oxidase Bioanodes Based on Graphene Functionalized Carbon Paper for Sulfite/O₂ Biofuel Cells

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