在现场,癌细胞触发了MnO机械性质,电导性和粘合性的可见变化2@PD基矿化凝
Sunu Hangma Subba1, Sung Young Park1,2
1Department of IT and Energy Convergence (BK21 FOUR), Korea National University of Transportation, Chungju 27469, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|August 7, 2023
概括
一个新的水凝生物传感器通过观察光,电化学和机械学的变化来检测癌症. 癌症引发物质降解,释放光信号并改变物理性质,以便实时监测.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 癌症检测依赖于敏感和特定的生物标志物.
- 现有的生物传感器往往缺乏实时,多模式检测能力.
- 瘤微环境呈现出独特的生化线索 (例如,谷氨,反应性氧物种),可以用于传感.
研究的目的:
- 用一种新的水凝材料开发一种针对癌症的生物传感器.
- 在癌症检测时实现可观测的*in situ*光,电化学和机理物理性质的改变.
- 为了实时监测癌症特异性变化.
主要方法:
- 制造一种富含多巴胺结合 sp2 的碳化聚合物点 (PD) 封装的中性 MnO (MnO) 矿化水凝.
- 通过谷氨 (GSH) 和过氧化 (H2O2) 进行癌症触发的MnO2降解的研究.
- 监测光变化,电化学阻力,毛孔大小,粘度,胀和粘度的变化.
- 验证癌细胞 (HeLa,PC-3,B16F10) 与正常细胞 (CHO-K1) 的传感性能.
- 将传感器与智能手机基于实时监控的无线系统集成.
主要成果:
- 在MnO2@PD水凝呈现出癌症特异性降解,以应对高的GSH和H2O2水平.
- 降解导致光恢复,毛孔尺寸增加 (21.83到36.81米2/g),以及改变的机械性能 (粘度,伸展性).
- 在暴露于与癌症相关的分析物时,电化学耐药性显著增加 (从21.96 ± 1.16 到 30.69 ± 2.01 kΩ).
- 生物传感器表明,与正常细胞相比,癌细胞衍生样本的反应是癌细胞的三倍.
- 通过与智能手机集成的无线传感器实现实时监控.
结论:
- 开发的MnO2@PD水凝生物传感器为癌症特定检测提供了一个多模式平台.
- 传感器利用光学,电化学和机械性质的变化以获得敏感和可观测的读数.
- 这项技术有望实现基于智能手机的实时癌症监测.
