功能性可拉伸电化学传感界面构建及用于形变细胞和组织实时监测研究

基本信息
批准号:21804101
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:刘艳玲
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:金紫荷,胡雪波,杨小柯,秦羽,廖全兰,范文婷,严景
关键词:
电分析化学生物传感器可拉伸细胞组织
结项摘要

Real-time monitoring of deformated cells and tissues is critical to deep understanding the mechanisms of mechanotransduction and life processes, but it is of great challenge. Recently, emerging stretchable electrochemical sensors that take the merits of both electrochemical technology and the flexible devices, have shown unique advantages and broad prospects in real-time monitoring of signaling molecule release from deformed cells. However, the problems are that the components of biological system are extremely complex, and the contents of signaling molecules are quite low and the sensing interface is easy to be contaminated, and therefore stretchable electrochemical sensors with high performance are urgently needed to meet the requirements of real-time monitoring of deformed cells and tissues. In this project, we will develop new one-dimensional nanomaterial to fabricate flexible and stretchable electrodes, and then artificial enzymes and photocatalyst nanomaterials will be assembled to construct functionalized stretchable sensing interface with high sensitivity and specificity, and photocatalytic cleaning property. Furthermore, the real-time monitoring of cells and tissues under dynamic tensile strains will be performed, and the mechanism of mechanical stimulation to the release of signaling molecules will be preliminarily explored. The project would provide an important technique and method for the study of cell and tissue mechanotransduction, and possibly facilitate the development of interdisciplinary research area across analytical chemistry and biomedical science.

实时监测形变细胞和组织对深入理解机械信号转导机制和生命过程至关重要,但面临很大挑战。最近,新兴可拉伸电化学传感器兼具电化学技术和柔性器件的优点,在形变细胞信号分子实时监测方面显示出独特优势和广阔前景。然而,生物体系成分极其复杂、信号分子含量低且传感界面易被污染毒化,因此,亟需发展高性能可拉伸电化学传感器以满足形变细胞和组织的实时监测需求。本项目拟研制新型一维纳米材料,制备柔性可拉伸电极,进一步通过组装仿生酶和光催化剂等材料,构建高灵敏度、高特异性、光致清洁更新等多功能集成的可拉伸传感界面。在此基础上,实现细胞和组织动态拉伸过程中的实时监测,并初步探究机械力刺激对信号分子释放的作用机制。项目的实施将为细胞和组织机械信号转导研究提供一种重要技术与方法,可望促进生物医学与分析化学相关交叉领域的发展。

项目摘要

近些年,柔性可拉伸电化学传感技术暂露头角,并在形变细胞实时监测方面展示出独特优势,但受电极材料、制备技术、电极性能等因素限制,在实时动态获取细胞受力学刺激传递的生化信息方面仍面临挑战。为此,我们通过研制性能优异的电极材料,制备了新型可拉伸电化学传感器;进一步通过可控分子组装技术,将功能性纳米材料(分子)与电化学传感材料有效复合,构建高性能可拉伸电化学传感界面;在此基础上,实现对形变细胞和组织在机械力诱导下信号分子释放的实时动态监测,研究结果提升了对力学信号转导过程的认知。. 项目执行以来,在Angewandte Chemie International Edition (2), Advanced Science (1), Chemical Science (1), Analytical Chemistry (2)期刊发表SCI论文6篇;项目负责人应邀在国内外学术会议作报告4次,介绍研究成果。项目的实施为细胞和组织机械信号转导研究提供一种重要技术与方法,可望促进生物医学与分析化学相关交叉领域的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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