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基于酶生物燃料电池的自供能生物传感器（EBFC-SPB）可以将分析物浓度转化为EBFC的各种性能变化从而实现分析检测。双信号检测策略在EBFC-SPB中蓬勃发展，但以往的双信号传感系统都需要额外的检测仪器，这与传统EBFC-SPB中信号采集的便捷性相冲突。因此，开发无需额外信号采集设备的双信号EBFC-SPB具有十分重要的意义。多活性纳米酶是一类同时具有两种及以上不同酶活性的纳米酶。当使用不同底物时，这类纳米酶可在不同酶活性之间来回切换。如果不同的酶活性分别参与不同的信号转换过程，上述特质即可作为天然开关来区分不同的检测信号。
基于此，郑州大学化学学院的李朝辉团队开发了一种同时具有类葡萄糖氧化酶活性（GOx）和类过氧化物酶活性（POD）的钴和锰共掺杂CeO2纳米球（CoMn-CeO2 NSs），分别对应酶活负载量变化和位阻效应的传感原理，并结合竞争识别反应，开发了一种底物切换型双信号EBFC-SPB，实现了黄曲霉毒素B1的精准测定。（图一）。研究工作以"Substrate-Switched Dual-Signal Self-Powered Sensing System based on Dual-Nanozyme Activity of Bimetal-Doped CeO2 Nanospheres for Electrochemical Assay of Aflatoxin B1"为题发表在Analytical Chemistry。
图一 双信号EBFC-SPB传感系统用于AFB1的测定原理图
首先通过在CeO2纳米球中掺杂双金属Co和Mn显著提高了类POD活性和类GOx活性，这有助于提高双信号EBFC-SPB的信号转导效率。此外，两种信号相互独立是实现双信号传感的关键，因此对CoMn-CeO2 NSs的最佳pH进行了探究，类POD活性和类GOx活性的最佳pH分别为3.5和7.4，同时在3.5和7.4的pH下类GOx活性和类POD活性可以忽略不计，保证了每个信通道的相对独立（图二）。
图二 CoMn-CeO₂ NSs双酶活性验证以及pH优化
接着通过CV、Zeta电位、阻抗等证实了电极的成功组装以及双信号的可行性，同时CoMn-CeO2 NSs与预加载的GOx共同作用提高了催化能力。另外，在第二阶段催化沉淀反应过程中，GOx的活性并未因缓冲环境的改变而下降（图三），确保了准确性。
图三 实验可行性的验证
最后构建了双信号EBFC-SPB，并用于AFB1检测。第一阶段中AFB1的存在导致CoMn-CeO2 NSs从阳极脱落，使信号下降；第二阶段中阳极残留的CoMn-CeO2 NSs切换为类POD活性，进而催化沉淀反应，导致信号再次下降。在10-2~104 ng mL-1浓度范围内，两阶段的信号都与AFB1浓度的对数呈现良好的线性关系，检测限分别为5.8 pg mL-1和4.6 pg mL-1（S/N=3）（图四）。
图四 双信号EBFC-SPB用于AFB1的检测性能图
综上所述，这项工作不仅为分析食品中的痕量AFB1提供了一种可靠、不依赖电源且用户友好的工具，而且在延续便利性的前提下实现了双信号EBFC-SPB
的设计。
