池的功率密度。该酶修饰电极应用广泛，既可用于酶生物燃料电池的生物电极制备，也可用于生物传感器中的电极制备。总的来说，根据本发明实施例的电极具有以下特征以及优点:
[0036](I)电极载体上具有三维结构，酶催化剂负载量大，生物酶附着稳定，电极使用寿命长；
[0037](2)不添加任何氧化介体的条件下，实现生物酶与电极之间电子的直接传递；
[0038](3)利用静电吸附实现生物酶在电极载体上的固定，可有效地保存酶的催化活性，有利于酶对底物的催化，产生更多的电子；
[0039](4)该电极成本较低、制备容易、催化性能好。
[0040]在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面所述的电极的方法。根据本发明的实施例，该方法包括:
[0041 ] (I)提供电极载体
[0042]根据本发明的实施例，在该步骤中，利用酸处理基材，获得电极载体。
[0043]具体地，酸处理可以为采用浓硫酸与浓硝酸的混酸处理基材，浓硫酸与浓硝酸的体积比可以为1:3。由此，可以通过酸处理在基材表面形成三维结构，从而有利于扩大电极载体的表面积，增加生物酶附着量，提高电极性能。需要说明的是，基材的具体组成不受特别限制，只要可以通过上述酸处理获得不规则三维结构，并具有可以使根据本发明实施例的电极正常工作的导电性以及化学稳定性即可。根据本发明的具体实施例，基材可以是由选自碳纸、巴克纸、石墨烯、碳纳米管以及碳纤维的至少之一形成的。例如，根据本发明的具体实施例，可以采用碳纸作为基材。参考图2，酸处理前的碳纸表面较平整，表面积较小(参考图2a);酸处理后，碳纸表面形成了不规则的三维结构，表面积明显增大(参考图2b)，有利于增加后续步骤中生物酶的负载量。
[0044](2)固定生物酶
[0045]根据本发明的实施例，在该步骤中，利用静电吸附，将生物酶固定在电极载体上，以便获得根据本发明实施例的电极。
[0046]根据本发明的实施例，在该步骤之前，可以利用缓冲溶液对生物酶进行孵育处理，使生物酶带电，从而在保持生物酶活性的同时，暴露生物酶的活性中心。
[0047]随后，将电极载体浸泡在含有孵育后的生物酶的缓冲溶液中，利用静电吸附作用将生物酶固定在电极载体上。由此，可以实现活性中心与电极载体之间的直接电子传输。例如，可以利用磷酸盐缓冲溶液对生物酶进行孵育，再将含有经过孵育的生物酶200的缓冲溶液涂覆在电极载体100的表面，经恒温恒湿去除溶剂以及水分后，即可获得根据本发明实施例的电极;或者，将电极载体浸入含有带电生物酶的磷酸盐缓冲溶液中，以便利用静电吸附将生物酶固定在电极载体上。发明人经过大量实验发现，利用酶的等电点，当缓冲溶液的PH低于或接近酶的等电点时，生物酶分子带正电，反之则生物酶分子带负电。通过利用不同PH值的缓冲溶液对生物酶进行孵育处理，使生物酶带电，生物酶分子从天然折叠状态向伸展状态过渡，使生物酶蛋白质的二、三级结构充分伸展，使酶的活性中心暴露出来，同时使生物酶带电，从而在保持生物酶活性的同时，利用静电吸附作用将生物酶固定在电极载体上，从而可以实现活性中心与电极载体之间的直接电子传输。也即是说，通过调整缓冲溶液的PH值，可在保证酶活性不失的前提下使酶的活性中心暴露出来，这样可以缩短酶活性中心与电极之间的距离，从而加快了酶活性中心与电极之间的电子传递。发明人惊奇的发现，当采用磷酸盐缓冲溶液对电极载体100进行浸泡时，电极载体100表面的电荷也会发生变化。参考图5，当采用pH值小于7的磷酸盐缓冲溶液对电极载体100进行浸泡，随着磷酸盐缓冲溶液的PH值的降低，浸泡后的电极载体100表面的Zeta电位也随之降低，即电极载体100表面所带有的负电荷增多。由此，有利于加强电极载体100以及生物酶200之间的静电吸附作用，增加生物酶200的负载量。
[0048]根据本发明的实施例，当生物酶为葡萄糖氧化酶时，磷酸盐缓冲溶液的pH值可以为2?5，根据本发明的另一些实施例，磷酸盐缓冲溶液的pH值也可以小于4.2;当生物酶为葡萄糖脱氢酶时，磷酸盐缓冲溶液的PH值可以为8?7.2。由此，可以根据生物酶的等电点，在上述范围内选取适当的PH值，在保留生物酶活性的同时，最大程度暴露生物酶的活性中心。
[0049]综上所述，在本发明提出的方法中，采用本发明方法制备出的酶修饰电极具有直接电子迀移性能、电生物催化性能好，适用性广，操作简便，对环境友好，且成本低。由于氧化还原酶分子与电极载体之间形成了直接电子迀移通道，因此本发明提供的酶修饰电极能大大提高酶生物燃料电池的功率密度。该酶修饰电极应用广泛，即可用于酶生物燃料电池的生物电极制备，也可用于生物传感器中的电极制备。总的来说，根据本发明实施例的制备电极的方法具有以下特征以及优点:
[0050](I)电极载体上具有三维结构，酶催化剂负载量大，生物酶附着稳定，电极使用寿命长；
[0051](2)不添加任何氧化还原介体的条件下，实现生物酶与电极之间电子的直接传递；
[0052](3)利用静电吸附实现生物酶在电极载体上的固定，可有效的保存酶的催化活性，有利于酶对底物的催化，产生更多的电子；
[0053](4)该方法成本较低、制备容易、催化性能好。
[0054]在本发明的又一方面，本发明提出了一种生物传感器，根据本发明的实施例，该生物传感器包括前面描述的电极。由于该生物传感器中具有前面描述的电极，因此该生物传感器具有前面描述的电极所具有的特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，利用前面描述的能够在生物酶活性中心与电极载体之间实现直接电子转移的电极制备生物传感器，能够在生物酶活性中心与电极载体之间实现直接电子转移，并为生物酶提供稳定的固定方式，从而可以提高生物传感器的灵敏程度以及响应速度。
[0055]在本发明的又一方面，本发明提出了一种酶生物燃料电池。根据本发明的实施例，酶生物燃料电池的阳极为前面描述的电极。由于该酶生物燃料电池中具有前面描述的电极，因此该酶生物燃料电池具有前面电极所具有的特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电极能够在生物酶活性中心与电极载体之间实现直接电子转移，并为生物酶提供稳定的固定方式，从而可以提高具有该电极的酶生物燃料电池的电池输出功率以及电池寿命O
[0056]下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，另外，如无特殊说明，则未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方法，所采用的试剂和材料均可从商业途径获得。
[0057]实施例1:葡萄糖氧化酶/碳纸电极(G0xpH=x/CP)的制备
[0058](I)电极表面处理:用滴涂的方式将酸滴到碳纸(CP)表面使碳纸表面湿润，并在室温静置5分钟，然后用大量去离子水清洗碳纸表面直至中性，最后在室温下晾干。处理后的电极表面如图2所示。
[0059](2)利用0.211101/1的磷酸氢二钠以及0.211101/1的磷酸二氢钠配置浓度为0.111101/L，pH为7.2的磷酸盐(PBS)缓冲液，用浓磷酸调节pH值为2、3、4、5、7的PBS缓冲液。
[0060](3)用不同pH的PBS缓冲液孵育葡萄糖氧化酶(GOx)，将葡萄糖氧化酶加入具有不同pH值的PBS缓冲溶液中，恒温在4°C，缓冲溶液中酶的