酶生物燃料电池（EBFC）是理想的可植入型医疗器械的能量产生器,同时也是绿色的能源转换器。然而,未受保护的酶在人体血液中会被破坏,甚至失活。因此,开发出在人体血液中耐受血液中生物分子干扰的、稳定运行的生物酶催化剂对可植入式的酶生物燃料电池的发展十分重要。本工作创新性地创建了一种单壁碳纳米管（SWCNT）和级联酶-葡萄糖氧化酶（GOx）/辣根过氧化物酶（HRP）共嵌入亲水性MAF-7的生物催化剂（SWCNT-MAF-7-GOx/HRP）。该生物催化剂在高温和分子抑制剂的作用下,仍保持高稳定的电催化活性。此外,我们发现GOx/HRP在亲水性SWCNT-MAF-7中的电催化活性远远超过GOx/HRP在疏水性SWCNT-ZIF-8中的电催化活性。在人类全血中,与无保护的EBFC相比,SWCNT-MAF-7-GOx/HRP催化的EBFC的功率密度增加了8倍(119μW cm vs 14μW cm),稳定性提高了13倍。本研究成功地实现了金属-有机框架封装技术在生物燃料电池领域的应用,为可植入式生物发电装置的研制开辟了新途径。
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