生物能量转换依赖于高度高效的电子转移。手性诱导自旋选择性（CISS）效应通过在手性分子中将电子自旋与动量耦合，被推测可促进这种效率。尽管该效应已在分离的生物分子中被观察到，但CISS在活跃细胞代谢过程中是否具有生理相关性仍然未知。在此，我们证明了CISS会影响活体硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）生物膜中的胞外电子转移。在铁磁电极上培养会在相反衬底自旋态之间产生显著的不对称呼吸电流。此外，原位磁化反转会诱导呼吸通量发生可逆变化。这些结果首次在体内证明了自旋选择性会直接影响呼吸作用。通过揭示胞外呼吸的量子特征，我们的研究结果为在生物电子学中利用自旋自由度提供了一种策略。
生物能量转换依赖于高效的电子转移。手性诱导自旋选择性（CISS）效应通过在手性分子中耦合电子自旋与动量，被认为能够促进这种效率。尽管该效应已在分离的生物分子中被观察到，但在活跃细胞代谢过程中，CISS 的生理相关性仍然未知。在此，我们证明了 CISS 会影响活体地杆菌 Geobacter sulfurreducens 生物膜中的胞外电子转移。在铁磁电极上培养时，相反基底自旋态之间的呼吸电流表现出显著的不对称性。此外，原位磁化反转可诱导呼吸通量发生可逆变化。这些结果首次在体内证明，自旋选择性会直接影响呼吸作用。通过揭示胞外呼吸的量子特征，我们的研究结果为在生物电子学中利用自旋自由度提供了一种策略。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728850v1?rss=1
🏷️ 胞外电子转移 手性诱导自旋选择性 细胞外呼吸 硫还原地杆菌 生物膜 生物电子学