由于简单的设置和低成本，电化学传感器测量溶解二氧化碳(dCO₂)引起了广泛的关注。然而，所开发的传感器在整个传感过程中都需要外部电源。基于此，伊斯法罕理工大学Esmaeil Heydari-Bafrooei课题组介绍了一种基于生物燃料电池(BFCs)的自供电生物传感器检测dCO₂。

本文要点：

（1）AuNPs多壁碳纳米管/GOx修饰的碳纸(CP)作为葡萄糖氧化的生物阳极，亚胺联共价三嗪骨架(I-CTF)修饰的CP作为Fe(CN)₆^3-还原的阴极。I-CTF是一种多孔有机聚合物，具有很高的CO₂捕获能力。伏安法和电化学阻抗谱证实，在I-CTF与dCO₂接触后，Fe(CN)₆^3-在I-CTF修饰电极上的电子转移减弱。

（2）在设计的BFC中，通过I-CTF修饰的阴极捕获CO₂，观察到BFC的开路电压(EOCV)显著降低，可用于dCO₂的灵敏测量。除了自供电功能，当捕获的CO₂从阴极上解吸时，通过提高阴极的温度，BFC传感器的EOCV可以恢复。最后，将BFC集成到包含匹配电容的电路中；BFC产生的电荷在电容器上积累，然后使用开关调节器和数字万用表快速检测瞬时电流。在最佳条件下，BFC传感器的瞬时电流对dCO₂在1.3 × 10-5 ~ 0.252 atm的较宽浓度范围内反应灵敏，检出限为5 × 10-6 atm。

参考文献：

Mediator-Free Self-Powered Bioassay for Wide-Range Detection of Dissolved Carbon Dioxide. Esmaeil Heydari-Bafrooei, Ali A. Ensafi, Mohaddeseh Afshari, Mohammad Dinari, and Vahid Ghafarinia. Anal. Chem 2022

DOI:10.1021/acs.analchem.2c03021

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03021