分會(huì)

第三分會(huì)：生物分析化學(xué)

摘要

體內(nèi)細(xì)胞靈敏感應(yīng)微環(huán)境中的多種力學(xué)刺激，通過(guò)激活復(fù)雜信號(hào)通路引發(fā)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞形態(tài)和功能，該過(guò)程被稱為“力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)”。電化學(xué)方法在細(xì)胞和組織實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮了不可或缺的作用，但由于常規(guī)電極缺乏彈性，無(wú)法順應(yīng)細(xì)胞和組織形變，難以獲取力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞的重要生化信息。為此，我們研制了高長(zhǎng)徑比且電化學(xué)性能優(yōu)異的金納米管和碳納米管材料，構(gòu)建了基于一維納米材料的柔性可拉伸電化學(xué)傳感器[1,2]。在此基礎(chǔ)上，利用金納米管與催化劑（碳納米管、鉑納米顆粒）的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升傳感器檢測(cè)靈敏度，成功監(jiān)測(cè)了內(nèi)皮細(xì)胞被拉伸時(shí)引起NO和H2O2快速釋放的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[3,4]。為了解決細(xì)胞和組織檢測(cè)時(shí)的界面污染問(wèn)題，我們引入光催化劑二氧化鈦納米材料[5]，構(gòu)筑了具有高效降解污染物性能的可拉伸電化學(xué)傳感界面，利用傳感器膨脹模擬腸道蠕動(dòng)的擴(kuò)張過(guò)程，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了擴(kuò)張刺激引起的5-羥色胺釋放[6]。此外，為了實(shí)現(xiàn)細(xì)胞在體內(nèi)3D環(huán)境下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，我們發(fā)展了一種集細(xì)胞3D培養(yǎng)、機(jī)械載荷和電化學(xué)傳感于一體的可拉伸多功能支架，實(shí)現(xiàn)了關(guān)節(jié)軟骨組織的模擬和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了細(xì)胞被拉伸瞬時(shí)誘導(dǎo)的NO信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[7]。由此，柔性可拉伸電化學(xué)傳感界面為細(xì)胞及組織力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究提供了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法[8]。

關(guān)鍵詞

柔性可拉伸，電化學(xué)傳感；細(xì)胞；組織；力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

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