新型材料固定化氧化還原酶研究進展

王世珍， 劉凱瀧， 王世燕， 江亮， 段凌暄， 熊雨， 季哲惠

(廈門大學化學化工學院， 福建 廈門 361005)

0 引言

氧化還原酶催化生命體內各種氧化還原過程， 不僅可用于制備手性化合物、 開發體外診斷試劑和酶傳感器， 也可為生物電催化合成平臺的構建奠定基礎[1]. 氧化還原酶由于其結構復雜， 具有輔酶和底物等多個結合位點， 且往往由多個亞基組成， 因此在反應過程中容易失活. 提高氧化還原酶的穩定性主要有酶分子結構改造和固定化兩種途徑.

氧化還原酶固定化主要通過創造生物相容性好的微環境和限域空間抑制酶側鏈基團的熱振動以提高酶的穩定性. 基于新型材料的固定化新方法可拓展在電驅動催化、 非水相體系以及高溫高壓等反應條件的生物催化領域的應用[2]. 對于氧化還原酶的固定化， 在材料選取和固定化方法選擇等需多方面考慮， 包括酶固定化載體的化學組成、 界面性質以及微觀結構等對酶穩定性、 電子傳遞、 底物和產物擴散過程的影響. 目前廣泛使用的載體材料分為高分子材料、 碳材料、 聚合物-無機復合材料、 金屬-有機框架材料(metal organic framework, MOF)等(見圖1). 這些材料具有穩定性好、 機械強度高、 化學惰性、 孔隙率高、 比表面積大等優勢， 并可通過表面可控修飾， 獲得生物相容性好的固定化載體.

圖1 固定化酶材料分類Fig.1 Classification of materials for enzyme immobilization

導電材料固定化氧化還原酶可用于生物傳感器和生物電催化合成等領域. 通過設計、 功能修飾獲得具有導電性能的生物相容性材料， 進一步構建酶電催化反應器， 可實現高效生物電催化， 推動綠色生物制造發展. 復合導電材料主要是導電性材料， 如石墨烯、 碳納米管等碳材料， 以及金屬氧化物、 導電MOF與高分子形成復合材料. Mazurenko等[3]從促進電子直接傳遞的角度進行闡述， 綜述了酶電極表面修飾材料的新進展. Kornienko等[4]綜述了酶電極界面導電材料設計和修飾的新進展.

本研究側重總結導電固定化載體的設計， 通過調控氧化還原酶的微環境， 提高酶的穩定性、 催化效率和電子傳遞速率(見圖2). 固定化材料表界面改造與蛋白工程改造相結合, 可強化氧化還原酶分子與電極界面的電子傳遞， 可為構建高效、 綠色的酶催化反應提供思路.

圖2 氧化還原酶固定化方法Fig.2 Strategies of oxidoreductase immobilization

1 碳材料與高分子復合材料固定化

碳基材料具有高導電性、 導熱性以及良好的生物相容性等優點， 因而在固定化酶領域備受青睞. 碳納米材料的表面多為介觀結構， 且機械性能優異、 比表面積大， 能夠為酶固定化提供結合位點[5]， 不僅具有較高的吸附能力， 同時能夠進行多種功能化修飾， 是酶固定化的理想載體. 碳材料微觀形貌各異， 電子傳遞性能和生物相容性也有較大差異. 其中導電碳材料， 如石墨烯及其衍生物、 碳納米管和碳布等是研究熱點， 被廣泛作為納米載體應用于酶電極、 生物燃料電池和生物電催化等各個領域.

1.1 石墨烯

石墨烯是一種二維片層材料， 單層厚度為0.335 nm， 其結構是由碳原子以sp2雜化形成的穩定的六元環， 最早由英國科學家在2004年通過機械剝離的方式獲得. 由于其在機械性能、 穩定性方面優越的理化特性， 將石墨烯材料應用于酶固定化得到了廣泛的關注和研究.

Skoronski 等[6]采用物理吸附和共價鍵方法將米曲霉漆酶固定在石墨烯上， 兩種固定化方法均拓展了漆酶的pH耐受范圍， 并提高了酶的最適催化溫度. 物理吸附固定化的酶在第二次反應后迅速失去活性， 而共價固定化酶在重復利用6次反應后仍保持約80%的活性. 但是單純利用石墨烯吸附固定化酶效率較低， 缺乏官能團會展現出較低的固定化酶催化活性[7]， 需要對石墨烯載體進行改性.

Shan等[8]報道了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和離子液體功能化的聚乙烯亞胺(PFIL)修飾石墨烯材料， 作為固定化葡萄糖氧化酶(GOD)的載體， 構建的生物傳感器具有更寬的線性檢測范圍. 將石墨烯與導電高分子結合， 復合材料兼有無機材料和高分子有機材料兩者的優點， 將其用于生物傳感器可以有效提高傳感器的靈敏度和響應電流， 縮短響應時間[9].

Seelajaroen等[7]將甲酸脫氫酶(FDH)交聯固定在石墨烯上， 進一步固定化到碳氈上獲得GO-FDHs-海藻酸鹽碳氈3種不同脫氫酶修飾電極， 可高效地進行電子傳遞， 并將二氧化碳還原為甲醇， 催化反應20 h基本活性不下降. 對石墨烯進行改性得到的復合材料在作為酶載體領域的應用前景廣泛， Ji等[10]對石墨烯/聚合物復合纖維材料的制備、 性能和應用方面進行了綜述.

1.2 氧化石墨烯

氧化石墨烯(graphene oxide, GO)表面豐富的官能團如羧基(-COOH)、 羥基(-OH)和環氧基(-O-)等含氧官能團， 具有可修飾性高和生物相容性好等優點， 增加了氧化石墨烯的化學反應活性， 并擴大了石墨烯平面層之間的間距[11]. 酶可基于共價鍵固定在氧化石墨烯上， 也通過靜電、 氫鍵和π-π等弱相互作用進行非共價固定化.

Lin等[12]制備了鎳離子配位氧化石墨烯復合材料(GO-Ni)， 作為固定化甲酸脫氫酶的新型載體. 與GO-FDH相比， GO-Ni的酶負載量提高了5.2倍. GO-Ni-FDH的熱穩定性、 貯存穩定性和重復再利用穩定性均優于GO-FDH. 作者從配位鍵、 靜電力等方面研究了酶與氧化石墨烯的多重相互作用機理. Zhou等[13]通過雙亞胺活化的酰胺化反應定向固定化葡萄糖氧化酶(GOD)， 且游離GOD和定向固定化GOD的Km值相近， 說明固定化未影響酶和底物的結合. Samsam等[14]以戊二醛將乳過氧化物酶(LPO)共價固定在功能化氧化石墨烯上. 固定化后酶基本沒有失活， 且固定化酶在12次循環使用后， 仍有50%的催化活性， 而游離酶僅余30%的活性. 室溫儲藏30 d后， 固定化酶保留64%活性， 而游離酶則已失活.

氧化石墨烯固定化酶在生物微反應器中的應用成為研究熱點. Li等[15]報道了氧化石墨烯(GO)和L-乳酸脫氫酶(L-LDH)之間利用疏水相互作用， 通過層層組裝制備毛細管電泳(CE)集成的固定化酶微反應器(IMERs). 使用5 d后固定化酶的活性仍保持在90%左右. 固定化L-LDH對丙酮酸和NADH的Km值與游離酶基本一致. 該方法成功地應用于啤酒樣品中丙酮酸含量的測定， 并為毛細管電泳(CE)集成固定化酶微反應器提供借鑒.

氧化石墨烯-高分子復合材料可以通過高分子對石墨烯表面進行功能化， 克服由于強靜電和疏水相互作用可能造成的酶構象變化和失活等問題[16]， 因而廣泛地應用于酶固定化領域. Lin等[17]研究了聚乙烯亞胺復合(polyethylenimine， PEI)的氧化石墨烯(GO-PEI)材料用于固定甲酸脫氫酶. 與氧化石墨烯直接吸附的甲酸脫氫酶相比， GO-PEI固定化酶的熱穩定性、 儲存穩定性和重復使用穩定性均得到增強. Zhu等[18]合成鎳離子配位的氧化石墨烯(GO)納米材料， 固定化細胞色素c氧化酶(CcO). 固定的CcO的轉換率高達每秒240個O2分子. 本課題組利用聚乙烯亞胺接枝氧化石墨烯(GO)得到 GO-PEI， 固定化苯丙氨酸脫氫酶. 利用Ni2+， Mn2+， Mg2+等金屬離子對 GO-PEI 載體配位后進行酶的固定化， 載體以金屬配位、 靜電作用和氫鍵等多種作用力與酶結合. 通過調控 pH值使 PEI 質子化， 可降低吸附層對蛋白的電荷排斥， 提高了酶的負載量[19]. 這是由于利用高分子或者金屬對GO進行改性修飾能顯著改善GO的間層間距和層間作用力， 使得固定化效果得到提升.

1.3 還原氧化石墨烯

還原氧化石墨烯(CRGO)是由氧化石墨烯進行不同程度還原獲得的二維碳材料. 與GO相比， 還原氧化石墨烯表面官能團減少， 疏水性增強， 可減少片層間靜電作用引起的堆積現象. CRGO能夠較好保持單層和二維結構， 具有比表面積大、 生物相容性好等優點， 有利于酶等生物催化劑的固定.

Zhang等[20]通過疏水相互作用將辣根過氧化物酶(HRP)和草酸氧化酶(OxOx)分別固定在還原氧化石墨烯上， 與氧化石墨烯固定化酶比較， 酶負載量、 穩定性和活性均有提升. Vineh等[21]以戊二醛作交聯劑， 將辣根過氧化物酶(HRP)固定在還原氧化石墨烯上，kcat和kcat/Km分別提高了6.5倍和8.5倍. 其可重復使用性也顯著提高， 固定化酶在10次催化循環后仍能保持70%以上的活性. Ormategui等[22]報道了高疏水性聚合物與石墨烯材料結合形成水凝膠結構, 將還原氧化石墨烯與甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)共聚物自組裝合成復合水凝膠， 共價固定化漆酶， 獲得了高效穩定的納米生物催化體系. 王世珍等[23]利用金屬配位的還原氧化石墨烯從破胞液中原位分離固定化苯丙氨酸脫氫酶， 具有較高的酶活性回收率. 研究表明, 還原氧化石墨烯的還原程度和固定化體系的鹽濃度對原位固定化酶具有一定影響， 提高鹽濃度可提高酶活回收率. Zhou等[24]利用聚多巴胺(PDA)修飾氧化石墨烯表面， 得到PDA/rGO生物復合材料， 固定化葡萄糖氧化酶(GOD). 固定化后的米氏常數(Km)接近游離酶的米氏常數， 且固定化酶的熱穩定性、 pH穩定性、 貯存穩定性和對變性劑的抗性均有顯著提高.

還原氧化石墨烯比石墨烯和氧化石墨烯具有更好的導電性， 因此在生物傳感器和生物電催化中具有良好應用前景. Ye等[25]制備了一種由殼聚糖、 還原氧化石墨烯和金納米顆粒組成的復合材料. 將納米復合材料沉積在玻碳電極上后固定化葡萄糖氧化酶(GOx)以獲得檢測葡萄糖的生物傳感器. 該生物傳感器靈敏度為13.58 μA· (mmol·L-1·cm2)-1, 檢測限為0.52 μmol·L-1， 米氏常數Km為2.39 mmol·L-1， 且檢測線性范圍寬. Berchmans等[26]使用聚酰胺-胺型樹狀聚合物與還原氧化石墨烯共價結合. 通過戊二醛共價固定化辣根過氧化物酶實現H2O2檢測， 該酶傳感器表現出良好的穩定性. Hua等[27]將葡萄糖氧化酶(GOD)固定在電化學還原的氧化石墨烯(ERGO)上， 進一步吸附在聚L-賴氨酸(PLL)修飾的玻碳電極上. GOD/ERGO/PLL/GC電極可實現對葡萄糖的直接電子轉移， 具有良好的電催化活性， 其線性范圍為0.25～5.00 mmol·L-1. Wu等[28]以聚乙烯亞胺和還原氧化石墨烯(PEI-rGO)的復合材料固定化膽固醇氧化酶(ChOx)， 采用逐層組裝的方法制備了電化學檢測平臺. 測定其表觀Km為0.0431 mmol·L-1， 表明固定化后的ChOx與膽固醇有良好的親合力. 由于PEI-rGO復合材料具有良好的導電性能， 固定化后的ChOx在玻碳電極(GCE)上的電子轉移能力大幅度增強.

1.4 碳納米管(CNTs)

石墨烯通過圍繞旋轉軸卷曲可形成碳納米管， 由于其高長徑比， 因此通常被認為是一維材料. 碳納米管具有高比表面積、 良好導電性和高機械強度等優點， 作為一種高效的固定化支撐材料， 被廣泛應用于催化、 材料制備等領域.

本課題組以聚多巴胺(PDA)修飾的多壁碳納米管為載體固定化氧化還原酶. 多巴胺表面富含伯氨基和酚羥基， 可以與金屬離子進行配位形成配體聚合物(PDA-M)， 增強MWCNTs親水性以及載體與酶的相互作用. PDA-M配位固定化苯丙氨酸脫氫酶， 酶活回收率提升2倍. 固定化酶在高溫下和有機溶劑體系中穩定性增強， 展現出了良好的抗逆性能. Zhang等[29]通過水熱反應將磁性Fe3O4與多壁碳納米管合成了Fe3O4/MWCNTs復合材料固定化辣根過氧化物酶， 用于去除廢水中的酚類物質. 固定化酶的溫度穩定性和pH穩定性優于游離酶. Cai等[30]制備CTS修飾的磁性碳納米管(CTS-Fe3O4/CNTs)固定化辣根過氧化物酶， 提高了酶的耐熱性和pH耐受性、 重復利用次數和保存時間. 將酶固定在碳納米管及其衍生的納米復合材料， 因其具有效的負載能力和良好的機械性能等， 有助于構建具有廣泛工業生物應用前景的納米生物催化體系.

碳納米管可深入酶的活性中心， 為酶和電極之間構筑良好的電子轉移通道， 同時也推動了以此為基礎的酶傳感器和生物電催化的研究. Bahar等[31]利用多壁碳納米管(MWCNTs)、 聚乙烯亞胺(PEI)和碳布固定化葡萄糖氧化酶， 獲得帶活性醛基團的固定化酶電極. 通過共價交聯， 固定化酶作為生物陽極的半衰期從27.2 h提高到124.7 h， 提高了4倍以上. 與非交聯固定化酶在電極上的動力學參數相比， 交聯酶電極的表觀Km僅增加了16%， 而最大反應速率vmax僅降低了3%. Hyun等[32]提出通過加入陽離子表面活性劑和穩定劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對葡萄糖氧化酶基于物理吸附固定化， 明顯改善碳納米管葡萄糖傳感器的靈敏度和穩定性. Wee等[33]利用CNTs固定化酪氨酸酶(TYR)制備電極， 開發出高靈敏度的酚類生物傳感器. 分別制備TYR通過吸附(EA)、 沉淀(EAC)和交聯(EAPC)獲得的固定化樣品. EAPC與酶吸附和酶吸附/交聯相比， TYR活性分別提高10.5和5.4倍. 這種高敏感酶生物傳感器在現場檢測環境污染物方面具有巨大的應用潛力. Mao課題組[34]利用乙醇、 乙腈和丙酮等有機溶劑的表面浸潤效應調控酶和電極之間的相互作用， 優化碳納米管表面酶分子的取向， 促進酶分子的直接電子轉移， 可有效提高生物電化學催化的性能. 在制備漆酶-碳納米管復合物的過程中， 加入20%乙醇溶液明顯提高電極對于氧氣電化學催化的電流. 乙醇分子吸附于碳納米管表面提高其浸潤性. 碳納米管曲面與漆酶凹槽的對接， 通過優化蛋白在碳納米管上的取向促進了銅離子活性中心與電極間的高效直接電子傳遞.

碳材料通常可用共價法和非共價法進行修飾， 共價技術可以獲得具有強相互作用的碳基復合材料. 共價固定化碳納米管-酶配合物具有獨特的理化性能， 如高催化性能、 穩定性、 低傳質阻力和高效回收率. 非共價固定化方法能夠保持碳材料的結構等固有的特性， 同時改善材料的可分散性和穩定性. 與共價法相比， 非共價法能夠更好地保持酶的天然構象[10]. 非共價相互作用包括π-π鍵作用、 氫鍵作用、 靜電作用、 配位鍵和范德華力， 這些相互作用力影響著碳材料與酶之間的相互作用. 在酶吸附碳材料的過程中， 芳香族氨基酸與碳材料形成的π-π作用是主要的推動力[35]. 對碳材料表面的修飾會顯而易見地影響酶與固定化載體的相互作用， 而酶與固定化載體界面的相互作用力仍然有待深入研究， 選擇合適的酶固定化方法仍需要考慮酶本身的性質、 碳材料的特點以及經濟性等因素.

碳材料的性質各有千秋， 因此在固定化酶領域用途不同. 碳材料固定化氧化還原酶的優缺點如表1所示[25, 36-37].

表1 固定化酶常用碳材料的優缺點

2 金屬-有機框架固定化酶

金屬-有機框架是發展迅速的高結晶性多孔材料. 由于MOF材料結構可調， 可用于設計、 構建剛柔并濟的生物-化學復合納米催化劑. 有機配體類型眾多， 結合不同種類金屬離子基于配位數， 可以形成不同孔徑的骨架結構. 因此， MOF在酶的固定化方面具有廣闊的應用前景.

Stoddart等[38]報道了利用NU-100x(x=3, 4, 5, 6, 7)系列鋯基MOF， 通過調控其多級介孔結構的孔道尺寸實現乳酸脫氫酶(LDH)的固定化負載. 固定在NU-100x大孔中的酶可高效催化底物并實現輔酶NADH的原位再生. 溫莉茵[39]所制備的金屬有機框架材料納米多酶催化體系可用于CO2的還原， 反應時間為2 h, 甲酸產量高達23.86 μmol， 多酶偶聯體系的活性遠高于游離酶.

原位合成法是指將酶溶液與MOFs的前體(如金屬鹽和配體) 混合在一起， 在MOFs結構的形成、 生長過程中實現酶包埋的固定化策略. Xia等[40]將醇脫氫酶(ADH)封裝到金屬有機骨架HKUST-1晶體中， 構建了化學-酶法催化體系. HKUST-1可以實現輔酶β-煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的原位再生. 固定化酶與游離酶相比， 能耐受尿素和有機溶劑， 并且在6個循環后仍保持93%的活性. ADH@HKUST-1復合材料的產物收率達28.5%， 比游離酶高4.3倍. 該課題組還將葡萄糖氧化酶(GOx)和具有過氧化物酶活性的金屬有機骨架MOF-545(Fe)組合起來， 構建了化學-酶法耦聯催化體系[41]. GOx@MOF-545(Fe)可快速檢測葡萄糖， 具有低檢測限(0.28 μmol·L-1)和高特異性等優勢， 并表現出優異的可重復使用性和穩定性. 在室溫下保存7 d后仍保留了92%的活性， 而游離酶僅保留了40%的活性. 重復利用5個循環后， 固定化酶還能保持71%的活性.

基于鋯(Zr)的MOF材料(NU-10xx系列)在各種酸性和堿性環境中均有出色的穩定性， 常用作酶的固定化載體. Zhang等[42]使用Zr4+和2-甲基咪唑(2MIm)形成的配位聚合物(CPs), 在水性環境中通過簡單的兩步法, 合成了共固定化的多酶納米反應器. 使用6-磷酸葡萄糖脫氫酶和α,β-不飽和酮還原酶形成的多酶耦聯體系(G6PD@Zr-2MIm / KRED)可用作NADPH輔酶再生的酶反應器. 此多酶體系表現出良好的重復性和存儲穩定性， 在高溫和不同pH值下均具有良好的耐受性. 且該反應器反應15 min可獲得95%以上的轉化率. 保存4 d后活性保留70%， 進行4次重復利用后， 活性保留80%. Chen等[43]將甲酸脫氫酶(FDH)固定在NU-1006中， 通過在玻碳電極上共沉積電子中介體和酶@MOF， 高效電催化CO2生成甲酸的體系. FDH@NU-1006轉化NADH的效率比游離FDH高約3倍， 并可實現輔酶NADH的再生.

Torkzadeh等[44]合成了Fe3O4NPs@Ni-MOF材料， 用于固定D-乳酸脫氫酶(D-LDH). 利用分子動力學模擬， 研究了Fe3O4NPs@Ni-MOF對D-LDH的吸附和構象的影響. MOF中的Ni離子與酶的氨基酸殘基形成π-π相互作用. Fe3O4NPs@Ni-MOF有效保護了酶的構象， 減少二級結構的變化， 從而提高了酶的熱穩定性.

蛋白質與疏水表面的相互作用常常引起酶的構象變化， 導致變性以及失活. Liang等[45]比較了不同親疏水性的3種MOF固定化酶的效果. 選取親水性的MAF-7、 ZIF-90和疏水性的ZIF-8， 分別固定化過氧化氫酶和脲酶. 當這兩種酶封裝于親水性的MOF中時， 在高溫和有機溶劑等環境中酶穩定性較好. 而采用疏水性的MOF固定化酶， 在同樣的反應條件下基本無活性. 此結果表明， 優化酶和封裝材料之間的疏水/親水相互作用， 對于高效封裝和提高生物分子穩定性至關重要. MOF材料固定化氧化還原酶的代表性例子如表2所示.

表2 MOF材料固定化氧化還原酶

共價有機框架(covalent organic frameworks, COFs)是通過可逆共價鍵連接的多孔有機材料. 因具有高比表面積、 低密度、 規則的孔隙和易于功能化表面等優點， COFs固定化酶領域具有應用潛力[46]. 通過改變COF上的官能團可調控COF與酶之間的特定相互作用， 而COF連續的孔道為固定化酶提供了良好的微環境[47]. Li等[48]提出一種固定化酶新策略， 先用MOFs對酶進行固定后， 通過除去MOF中的金屬離子， 將酶釋放到所合成的COF膠囊中. COF膠囊較大的空間尺寸提供給酶較大的自由度， 有利于其構象的保持并提供催化和傳質所需的空間， 從而大大提高固定化酶的活性. 該固定化策略可為多酶固定化以及多酶級聯反應提供新的平臺.

優化MOF和COF內部酶的構象和空間分布、 反應物及底物接觸、 輔因子和底物的擴散等是MOF材料設計的關鍵. 且要實現高效的多酶催化和輔酶電再生的生物串聯反應仍是挑戰. 然而， 具有導電性能的MOF和COF固定化酶還鮮見報道.

3 總結與展望

目前, 新型材料固定化氧化還原酶研究主要基于調控酶與載體相互作用力進行微觀表界面設計， 構建生物相容性的微環境. 采用的新策略主要包括導電高分子修飾、 碳材料界面可控修飾、 離子液體等小分子修飾、 改性等. 本研究主要考察新型載體的化學組成、 表界面性質等對酶分子結構、 穩定性、 催化本征和表觀動力學、 底物和產物傳遞過程的影響機制.

目前該領域主要存在的難點包括： 載體多尺度組裝與可控修飾、 酶與材料界面相互作用力的精確調控， 基于多層次作用力組裝構建仿生界面等. 針對這些問題， 提出以下解決方案.

1) 固定化酶材料元件的精準構筑. 發展基于微納制造的方法， 將生物大分子的固定于微電極和陣列電極. 通過3D打印、 靜電紡絲等在內的催化劑界面構筑方法， 設計和調控載體孔徑， 實現酶和載體孔道之間的尺寸匹配[49].

2) 仿生固定提高生物催化劑的穩定性. 通過模擬自然界酶天然固定化的環境， 基于多層次相互作用力的仿生組裝. 研究固定化酶和多酶體系催化反應體系的協同和強化方法， 探索區域化效應等對酶分子內和界面的底物, 電子傳遞以及酶催化效率的影響機制； 原位固定化酶以減少分離純化過程的酶活損失， 降低時間和經濟成本[50].

3) 固定化酶的大規模制備技術與工程放大. 針對具有工業應用背景的酶固定化體系， 探索適合規模化應用的新型通用性酶特異固定化技術、 工程放大技術和反應器設計. 開發適合規模化制備的、 結構表面組成孔徑尺寸可控的新型通用性酶固定化載體材料[51].

4) 復合生物相容性導電材料. 設計新型環境響應的材料， 提供新的固定化機制并促進電極與生物催化劑之間的電子傳遞效率， 提高生物催化劑的電催化活性. 通過離子液體等導電分子修飾固定化材料， 優化酶與電極界面電子傳遞， 有利于酶催化性能的增強， 將其用于生物傳感器可以有效提高傳感器的靈敏度和響應電流. 新型材料固定化氧化還原酶在開發納米結構或介導再生的修飾電極以及開發微反應器中降低過電位和減少副反應實現更高效率的輔酶電再生有很大的空間[52].