在可穿戴的汗水传感器中,Aptamer功能化的多价值DNA纳米结构对小分子检测的影响
Yanan Luan1, Qian Xiong1, Mingze Ma1
1State Key Laboratory of Chemo and Biosensing, College of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory for Bio-Nanotechnology and Molecular Engineering of Hunan Province, Hunan University, Changsha 410082, China.
ACS sensors
|December 11, 2025
概括
研究人员开发了aptamer功能化的多价值光DNA纳米结构 (Ap-MFDNs),以增强可穿戴传感器对皮质醇等汗水生物标志物的敏感性. 这些新型纳米结构为健康监测提供了更好的检测能力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 理想的可穿戴传感器需要高灵敏度,稳定性和用户友好性,包括室温存储和快速结果.
- 现有的传感器往往难以在生理度下检测多个汗液生物标志物.
- 多价值结合策略有可能提高分子检测灵敏度.
研究的目的:
- 为了开发aptamer功能化的多价值光DNA纳米结构 (Ap-MFDNs) 来改进汗水生物标志物检测.
- 与单价探针相比,评估Ap-MFDNs对皮质醇,乳酸和尿酸的增强灵敏度.
- 设计和演示一个智能手机兼容的可穿戴传感器,利用Ap-MFDNs进行实时汗水分析.
主要方法:
- 合成和特征的aptamer功能化的多价值光DNA纳米结构 (Ap-MFDNs).
- 使用单价和多价探针对皮质醇,乳酸和尿酸的检测灵敏度的比较分析.
- 分子对接模拟以了解结合相互作用和灵敏度增强.
- 制造与Ap-MFDNs集成的可穿戴传感器和基于智能手机的读数.
主要成果:
- 与单价探针相比,Ap-MFDNs显著提高了汗水生物标志物的检测灵敏度,特别是皮质醇.
- 分子对接为不同小分子观察到的不同灵敏度增强提供了洞察力.
- 在特定的离子条件下,Ap-MFDNs在冷解粉末形式储存时显示稳定性.
- 开发的可穿戴传感器能够在生理范围内直接检测人体汗液中的皮质醇,乳酸和尿酸.
结论:
- 多价值DNA纳米结构代表了提高可穿戴生物传感器灵敏度和性能的有希望的策略.
- 开发的Ap-MFDNs和可穿戴传感器系统提供了对关键汗水生物标志物的非侵入性实时监测的潜力.
- 这种方法促进了用户友好,高度敏感的可穿戴设备的发展,用于健康诊断和监测.
