基于氧聚合物的电化学葡萄糖生物传感器的开发,适合集成到微流体3D细胞培养系统中

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 生物传感器技术技术
• 微流体学 微流体学

背景情况:

• 在线,现场生物传感器对于监测生理学上模仿微流体细胞培养的监测至关重要.
• 第一代生物传感器容易在复杂的生物媒介中发生生物污染,例如罗斯韦尔公园纪念研究所 (RPMI-1640) 与胎儿牛血清 (FBS).

研究的目的:

• 评估第二代电化学酶性生物传感器在细胞培养基中检测葡萄糖的性能.
• 为了比较不同交叉连接器和固定化策略的生物污染阻力.

主要方法:

• 在碳电极上固定葡萄糖氧化酶和修饰的氧化还原聚合物,使用甲基或乙烯基甘油二甲基乙烯 (EGDGE) 作为交叉链接剂.
• 在RPMI-1640介质中测试传感器性能,使用屏幕打印电极和笔电极在聚甲基 (PDMS) 微流体通道中使用FBS.
• 分析与生物污染有关的电荷转移机制,特别是电子跳跃与H2O2扩散.

主要成果:

• 与第一代传感器相比,第二代传感器在复杂的介质中表现得更好.
• 电子跳跃在氧还原中心之间显示出比H2O2扩散对生物污染的抵抗力更大.
• 在PDMS微流体通道中使用EGDGE制造的电极在流量条件下达到0.5mM的检测极限,直线范围高达10mM,灵敏度为4.69μA mM-1 cm-2.2.

结论:

• 第二代电化学酶生物传感器为微流体细胞培养中的葡萄糖监测提供了一个强大的平台.
• 在PDMS微流体中使用EGDGE作为交叉连接器和笔电极,为生物传感器集成提供了一种简单,低成本和有效的方法.
• 电子跳跃机制提高了传感器在生物相关环境中的稳定性和可靠性.