DOI: 10.1016/j.bioelechem.2021.107945

在本研究中，通过将电纺（e-spun）3D氧化铟锡（ITO）与三聚体超复合光系统I和小的电化学活性蛋白细胞色素c（cyt c）相结合构建了一种生物杂化电极。通过将聚环氧乙烷（PEO）和ITO纳米颗粒的混合物静电纺丝到ITO载玻片上，然后通过烧结复合材料去除PEO，从而形成ITO 3D表面。尽管光系统I仅在这些3D电极上产生很小的光电流，而cyt c与电纺3D ITO的共固定则产生了清晰的光电化学信号。通过控制静电纺丝时间（10分钟和60分钟）来缩减3D ITO层的厚度，从而增强光电流。此外，还分析了不同光照强度下电极的几个性能参数。

图1.涉及能级的电子流路径图。

图2.显示ITO/PEO电纺电极表面的SEM图像：a）烧结前b）烧结后。白条代表1.0µm。

图3.30°倾斜电纺ITO层的SEM图像：a）10分钟电纺，b）60分钟电纺电极（白条代表100µm）。c）PBS缓冲液（5.0mM，pH7）中三种不同ITO电极的循环伏安曲线：裸ITO（绿色）、10分钟（蓝色）和60分钟（红色）电纺3D ITO电极（扫描速率20mV/s）。

图4.a）加入cyt c后，在20mW/cm2和-0.1V（vs.Ag/AgCl）下光电流的增强；绿色：e-spun ITO/PSI/cyt c，蓝色：e-spun ITO/PSI，红色：e-spun ITO。b）循环伏安曲线（扫描速率20mV/s）；5mM，pH7 PBS缓冲液，e-spun ITO（蓝色），e-spun ITO/PSI（红色），e-spun ITO/PSI/cyt c（绿色）。

图5.e-spun ITO/PSI/cyt c的光电流随着e-spun ITO厚度的增加而降低；10分钟e-spun ITO/PSI/cytc（蓝色），60分钟e-spun ITO/PSI/cytc（红色）。光强度：（1）20mW/cm2，（2）40mW/cm2，（3）80mW/cm2（5.0mM PBS缓冲液，pH7，外加电压：-0.1V（vs.Ag/AgCl））

图6.3D电纺ITO光敏电极的稳定性。左图（a）显示了在20mW/cm2光强度和-0.1V偏置电位（vs.Ag/AgCl）（蓝色）以及80mW/cm2光强度和-0.2V偏置电位（vs.Ag/AgCl）（红色）下生物杂化电极的光电流响应（5.0mM PBS缓冲液，pH7）。中图（b）显示了在不同光强度和偏置电位下重复光电流测量的结果（黑色：20mW/cm2光强度和-0.1V偏置电位（vs.Ag/AgCl），红色：20mW/cm2光强度和-0.2V偏置电位（vs.Ag/AgCl），蓝色：40mW/cm2光强度和-0.1V偏置电位（vs.Ag/AgCl），绿色：40mW/cm2光强度和-0.2V偏置电位（vs.Ag/AgCl），洋红色：80mW/cm2光强度和-0.1V偏置电位（vs.Ag/AgCl），空心圆圈：80mW/cm2光强度和-0.2V偏置电位（vs.Ag/AgCl）。左图（c）显示了电纺ITO/PSI/cyt c电极处的光电流密度与入射光功率的关系（30秒白光脉冲，偏置电位：-0.1V（蓝色）和-0.2V（红色）（vs.Ag/AgCl），5.0mM PBS缓冲液，pH7）。