4D打印的反氧响应针流反应器,使得在线定量分析能够对活的老鼠大脑进行细胞外乳酸和葡萄糖分析

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 分析化学 分析化学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 传统的葡萄糖和乳酸盐测定依赖于光谱或度检测,限制了生物系统中的实时分析.
• 现有的方法通常需要复杂的样本准备,不适合在体内持续监测.
• 对于生物医学应用的便携式,灵敏和可自动化分析设备的需求正在增长.

研究的目的:

• 开发一种在线定量分析系统,在没有光谱仪的情况下,检测活鼠大脑细胞外液中的葡萄糖和乳酸.
• 用数字光处理四维打印 (4DP) 来制造一种新的氧化回应针,以提高分析能力.
• 为了证明4D打印设备的可逆性和可重复使用性,用于重复测量.

主要方法:

• 使用4DP和 photocurable树脂结合2,2'-(乙烯二氧化) 乙醇 (EDT) 的氧化还原反应针制造的流动反应器.
• 利用针的[H2O2]依赖性曲,由 thioether 组的氧化引发,用于分析物检测.
• 将设备与基于氧化酶的反应结合起来,并将其集成到自动在线分析系统中,用于实时分析.

主要成果:

• 在在线分析中达到0.3μM的葡萄糖和0.4μM的乳酸的检测极限.
• 在暴露于过氧化和酸时,用于重复测量时,证明了针的可逆形状编程.
• 在人类尿液,汗水,胎儿牛血清,老鼠血和活老鼠大脑细胞外液中成功分析了葡萄糖和乳酸.

结论:

• 4DP技术可以高效地制造先进的氧化回应分析设备.
• 开发的系统为在线葡萄糖和乳酸量化提供了一个灵敏,可靠和可自动化的平台.
• 这种方法显著提高了常规酶分析的适用性,用于复杂生物样本的实时化学分析.