葡萄糖检测和实时连续监测对于糖尿病等疾病的诊断和预防,以及制糖和发酵过程中的可控生产至关重要。在这一过程中,以葡萄糖氧化酶、普鲁士蓝、电极为核心的葡萄糖生物传感设备极具前景。
近日,中国科学院过程工程所生化工程国家重点实验室开发出具有邻域纳米结构的新型三维介孔生物传感膜,大幅提高了葡萄糖生物传感设备中传感区域面积、普鲁士蓝利用率以及底物对传感区域可及性,具有优异的灵敏度和长期稳定性。相关工作发表于Advanced?Functional Materials。
由于普鲁士蓝形成速率快且极易团聚,使其在电极上的合成和分布难以控制,导致普鲁士蓝高密度无序堆积,形成传感区域面积小、普鲁士蓝利用率低且空间位阻大的逐层分布传感结构,传感灵敏度低且稳定性差。
针对上述问题,过程工程所生化工程国家重点实验室研究员万印华团队以单宁酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷-铁(TA-APTES-Fe)三元涂层作为结构导向剂,调控普鲁士蓝的固定化位置和组装速率,分别通过配位和共价作用将普鲁士蓝和葡萄糖氧化酶相邻固定在三维介孔碳纳米管(CNTs)膜电极中,制备出具有邻域纳米结构的介孔生物传感膜。
与逐层纵向分布的生物传感器相比,新型传感膜将传感区域从二维平面扩展到三维介孔膜电极中,从而提高了普鲁士蓝的利用率以及葡萄糖和过氧化氢对传感区域的可及性。同时,这一结构拉近了级联传感单元间的距离,从而缩短过氧化氢到达传感界面的扩散距离,有效抑制过氧化氢向主体溶液中的扩散,降低其无效耗散。实验数据表明,在流通模式下,新型传感膜的灵敏度高,可稳定连续监测蔗汁中的葡萄糖浓度长达8小时无电流响应漂移。
针对生物传感器污染问题,研究团队基于普鲁士蓝的pH响应多酶活性,提出利用葡萄糖氧化酶-普鲁士蓝级联反应依次产生微气泡和芬顿氧化来模拟“疏松-降解”膜清洁过程,原位产生的微气泡带来的剪切作用有助于疏松膜表面污染层,进而增加自由基对污染物的可及性,从而实现被污染的生物传感膜的自清洁。
过程工程所2022届硕士毕业生宋思青为论文第一作者,助理研究员张昊及研究员罗建泉为共同通讯作者。该工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。
近日,工业和信息化部办公厅和国家药品监督管理局综合和规划财务司共同发布“关于公布生物医用材料创新任务揭榜挂帅(第一批)入围揭榜单位”的通知,经各地推荐、综合评审和网上公示,确定了生物医用材料创新任务揭......
9月16日,生物活性分子与成药性优化全国重点实验室在广州正式启动建设。据悉,该重点实验室是暨南大学首个全国重点实验室,由天然药物化学家、暨南大学副校长叶文才担任主任,拥有固定研究人员155人,其中国家......
【引言】生物显微镜是一种用于观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的精密光学仪器。它还能够观察其他透明或半透明物体、粉末和微小颗粒等物体。生物显微镜已有三百多年的历史,最早由荷兰人列......
中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心朱正江研究员团队在AnalyticalChemistry杂志在线发表了题为“AllCCS2:CurationofIonMobilityCollisio......
中国科学院上海药物所李亚平研究员、郑明月研究员和上海交通大学医学院王当歌研究员在NationalScienceReview期刊发表了题为:STINGagonist-boostedmRNAimmuniz......
近日,临港实验室殷宪振团队与中国科学院上海药物研究所张继稳团队合作,在ScienceAdvances期刊发表了题为:Cross-scaletracingofnanoparticlesandtumors......
——分论坛、质谱应用实操培训及学术沙龙2023年7月17日,由天津经济技术开发区生物医药产教联合体、分析测试百科【安特百科(北京)技术发展有限公司】联合主办的“天津市首届生物及临床质谱论坛”在天津顺利......
——天津首届生物及临床质谱主题分论坛及企业卫星会主题分论坛本次分论坛包括血药浓度、药物基因检测、临床与质谱、合成生物学、整合医学、临床多组学6大主题论坛。分论坛分别由生物医学、临床质谱等相关行业高尖端......
智能化、数字化、自动化……未来制造业会是什么样?科学家们如今有了一个新的选择:原子制造。原子制造就是逐一精确地操控原子去制造产品,构筑原子级细锐、精准、完美而且具备超常规物性的产品。有人说,这可能是人......
7月17日,由天津经济技术开发区生物医药产教联合体、分析测试百科网[安特百科(北京)技术发展有限公司]联合主办,中国化学会色谱专业委员会和天津市分析测试协会指导,全国卫生健康职业教育教学指导委员会药学......