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用于血糖监测的电池独立型荧光纳米传感器

2024-01-04 14:10:31  来源:激光网原创    

血糖监测是健康监测中最重要的组成部分之一。最近,一组科学家创造了一种荧光纳米传感器,它不需要电池,由单壁碳纳米管和葡萄糖氧化酶的非活性版本组成。研究结果发布在Angewandte Chemie上。

作者详细介绍了体液和组织中葡萄糖水平的连续、可逆和非侵入性生物成像是可以实现的,因为酶不处于活性状态,从而防止分析物在测量过程中被消耗。

基于 GOx 的电化学传感器通常用于测量血糖水平。但这些传感器还需要大型电路和电池,这使得创建用于连续监测的植入式设备具有挑战性。它们还会释放致命的过氧化氢作为副产品。

另一方面,小型单壁碳纳米管可以掺入组织并提供生物成像数据。单壁碳纳米管在受到光的刺激时会发出近红外荧光信号,该信号穿过组织,并且很容易使用非侵入性生物成像方法进行记录。

不幸的是,将分子加载到SWCNTs上的最有效方法 - 超声处理 - 基本上使GOx分子失活,这使得基于GOx的SWCNT纳米传感器的开发具有挑战性。根据美国加州大学伯克利分校的Markita P. Landry和她的研究小组的说法,基于GOx的传感器检测葡萄糖需要主动GOx的想法现在已经被驳斥了。

他们通过超声处理合成了负载GOx的SWCNT传感器,这使他们能够以灵敏度、选择性和可靠性定量血清、血浆和小鼠脑切片中的葡萄糖。

休眠的GOx酶在不转化葡萄糖的情况下结合葡萄糖的能力为研究人员提供了对这一意外发现的解释。调制荧光信号只需要结合。

科学家们甚至创造了一种GOx酶,而没有转化葡萄糖所需的反应性基团,因此它完全独立于GOx活性。与SWCNT和天然GOx的第一个偶联物一样可靠,apo-GOx-SWCNT传感器能够检测体液和小鼠脑切片中的葡萄糖。

研究人员强调了与休眠GOx分子相关的某些重要益处。例如,超声处理是一个有效的准备步骤,可以简化GOx-SWCNT纳米传感器的生产过程。读数不仅本质上是可逆的,分析物不会被酶过程消耗,而且还不会产生有害的副产物,并且可以在组织液中进行非侵入性连续葡萄糖监测。

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