2024年12月13日，我院姚惠琴、孟令辰课题组在Talanta期刊（IF=5.76，中科院1区，Top文章）发表了题为“Multi-responsive biosensor prepared based on MXene and PDEA-HRP binary architecture films for H2O2 detection and logic gate construction”的研究论文，揭示了PDEA-HRP智能水凝胶电化学生物传感器在H2O2检测及电化学逻辑门构建方面的应用。

本研究中，研究人员通过逐步修饰法构建了一种检测H₂O₂的电化学生物传感器。该PDEA-HRP/MXene/PG生物传感器(其中PDEA=聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)，HRP=辣根过氧化物酶，PG=热解石墨)以二维金属碳化物(MXene)纳米材料为内层、PDEA-HRP水凝胶为外层制备而成，用于H₂O₂的检测。得益于MXene材料优异的导电性和生物相容性，所制备的PDEA-HRP/MXene/PG生物传感器具有灵敏度高、线性范围宽、重复性好等特点。实验结果表明，在最优条件下该生物传感器可检测0.04 mM~1.80 mM线性范围内的H₂O₂浓度，检测限为1.08×10⁻³ mM(S/N=3)，在实际样品中的检测效果良好。此外，基于PDEA-HRP水凝胶在不同条件下的开关特性，结合MXene纳米材料的特性，本研究还构建了包括二元5输入/5输出逻辑门网络、2-4译码器和三输入AND逻辑门在内的多种生物分子电催化逻辑门系统。

MXene纳米材料的刻蚀和制备过程（A）；PDEA-HRP/MXene/PG生物传感器的制备过程及H₂O₂的生物电催化原理（B）

姚惠琴、孟令辰为文章通讯作者，马文正为第一作者，该项研究受到自治区重点研发计划（No.2023BEG02031、No.2023BEG03020）、宁夏自然科学基金（No.2023AAC02039、No.2024AAC03265）的资助。