生物的进化与地球磁场息息相关，探测磁场对生物磁感知和生物磁效应的理解具有重要的研究意义。目前除了半导体加工技术的磁传感器外，还需要研究基于生物技术的传感器，以适应柔性电子器件和生物医学等领域的发展。许多动物演化出了磁感知和磁导航的能力，动物是通过磁受体蛋白实现磁感应，而动物的这一能力为磁场的仿生探测提供了全新的突破口。多项研究表明隐花色素蛋白（Cry）可以在光激发下基于量子自旋感知磁场，并有研究合成仿生蛋白质结合瞬态光谱测量实现了20mT磁场检测。但是Cry仍然不能清楚解释生物磁感应现象。一种新的动物磁感应机制指出MagR / Cry复合体是感知磁场的蛋白。MagR（IscA1）是一种铁-硫簇蛋白，其与Cry蛋白形成复合体，复合体通过光磁耦合实现磁场感应。该机制的提出为仿生磁传感器提供了新的策略。
本文在体外制备和纯化了MagR / Cry4复合物，并构建了集成三电极体系的微流控芯片。将磁感应蛋白固定在石墨烯修饰的工作电极上，在光磁作用下，蛋白发生构象变化，通过检测电化学阻抗谱可以实现静磁场的探测，检测量级为10mT。而单独修饰MagR蛋白，Cry4蛋白的芯片则不能对磁场响应。研究证明探测过程需要磁场和光的协同参与，部分证明了MagR / Cry4复合物的体外磁感应机制。该研究验证了生物分子磁传感的可行性，并可以促进对生物电子学和生物磁感应的理解。
（Le Xue, Tao Hu, Zhen Guo, Celi Yang, Zhuoqing Wang, Siying Qin, Peilin Yang, Can Xie, Jian Xu, Nuan Li，Yanfei Shen, Hui Jiang, Dawei Deng, Ning Gu*, Jianfei Sun*. A Novel Biomimetic Magnetosensor Based on Magneto-Optically Involved Conformational Variation of MagR/Cry4 Complex. Advanced Electronic Materials.
Doi：10.1002/aelm.201901168）
研究进展