基于光纤的纳米封装PEC微电极:对NT-proBNP及其可植入性能进行高度敏感和特定的检测
HuiYu Zou1, Zhizhong Jiang2, ErKang Bian1
1Hunan Provincial Key Laboratory of Micro & Nano Materials Interface Science, College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China.
Analytical chemistry
|January 27, 2025
概括
一个基于光纤的新型光电化学微电极提供了对心血管疾病生物标志物的敏感实时检测. 这种植入式传感器将侵入性和炎症降到最低,为先进的疾病监测铺平了道路.
科学领域:
- 纳米材料和纳米技术
- 生物传感器和生物电子
- 电化学和光电化学
背景情况:
- 微电极为实时监控提供高灵敏度和快速响应.
- 传统的光电化学 (PEC) 传感器受到体积庞大的部件的限制,这阻碍了小型化和植入.
- 需要最小侵入性,可植入的传感器来持续监测疾病.
研究的目的:
- 开发一种小型化的,可植入的基于光纤 (OF) 的PEC微电极.
- 探索这种微电极的应用,以检测心血管疾病生物标志物N-终端亲脑尿性 (NT-proBNP).
- 为了评估传感器的性能,植入性和生物兼容性.
主要方法:
- 一个基于OF的PEC微电极的制造,其中包含TiO2/CdS纳米晶体和一个复合物 ([Ru(bpy) 2dppz]2+) @dsDNA/Au@epigallocatechin gallate纳米粒子 (EGCG NP) 层.
- 使用开发的微电极检测NT-proBNP.
- 评估传感器性能,包括线性范围,检测极限,选择性,稳定性和血清恢复.
- 在人平滑肌细胞的体外试验和在小鼠体内通过皮肤穿孔进行体内试验.
主要成果:
- 对NT-proBNP实现了1-5000 pg mL-1的广泛线性范围和0.36 pg mL-1的低检测极限.
- 在血清样本中表现出优异的选择性,稳定性和标记恢复.
- 在人类光滑肌细胞中成功区分了NT-proBNP水平的改变,并在小鼠中显示出了显著的植入性和生物兼容性,最大限度地减少了创伤和炎症.
结论:
- 开发的OF微电极PEC生物传感器具有成本效益,小型化,易于操作.
- 它可以对NT-proBNP等生物标记物进行精确,最小侵入性和持续的监测.
- 传感器适用于植入式设备的适用性解决了关键挑战,扩大了PEC传感器用于早期疾病检测和个性化治疗的应用.
