電化學(xué)檢測復(fù)雜生物液中(如血液,組織液)的疾病標(biāo)志物已廣泛用于疾病的早期診斷、預(yù)防和治療。但是生物液中蛋白質(zhì)在電極表面的非特異性吸附極大降低了電化學(xué)傳感器電流響應(yīng),而且蛋白質(zhì)的吸附會引發(fā)植入電極的免疫反應(yīng),進而誘導(dǎo)機體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。雖然利用聚乙二醇(PEG)修飾傳感界面可降低蛋白質(zhì)吸附對檢測結(jié)果的影響,但是,當(dāng)暴露于含有自由基的生理環(huán)境時,PEG易于被活性氧(ROS)分解導(dǎo)致電化學(xué)性能的降低。目前能夠保持優(yōu)良的電化學(xué)性能和高的耐受自由基攻擊性能的電化學(xué)生物相容性界面設(shè)計仍具有很大的挑戰(zhàn)。
圖1兩性離子聚多巴胺膜修飾電極表面抗蛋白吸附示意圖。
最近,中國人民大學(xué)化學(xué)系張美寧教授團隊受貽貝粘附蛋白啟發(fā),使用聚多巴胺(PDA)作為電極功能黏附層,該層不僅可以將兩性離子磺基甜菜堿甲基丙烯酸酯(SBMA)通過邁克爾加成反應(yīng)接枝在電極表面防止蛋白質(zhì)的吸附,而且聚多巴胺的鄰位羥基能夠消滅自由基從而防止了膜在體內(nèi)的降解。所設(shè)計的SBMA-PDA膜在抗蛋白質(zhì)吸附的同時,通過控制膜的厚度保持了良好的電子轉(zhuǎn)移和物質(zhì)傳輸?shù)男再|(zhì)。
圖2 SBMA-PDA的膜的生物相容性和活體原位電化學(xué)分析。
研究結(jié)果表明,當(dāng)將SBMA-PDA膜修飾的微電極植入腦組織時,大大減小了植入電極對局部急性神經(jīng)炎癥反應(yīng)的激活。經(jīng)過SBMA-PDA膜修飾的碳納米管微電極仍然保持了對腦內(nèi)抗壞血酸的選擇性和靈敏度,實現(xiàn)了活體內(nèi)原位檢測的前校準(zhǔn),并在正常和病理模型如帕金森癥中保持了良好的穩(wěn)定性。該研究有效解決了復(fù)雜生物樣品中電化學(xué)檢測中蛋白質(zhì)吸附的問題,而且聚多巴胺膜可在任何基地上黏附,因此這種SBMA-PDA膜為生物復(fù)雜樣品的分析檢測提供了一種普適性的抗蛋白質(zhì)吸附的界面設(shè)計新思路,對復(fù)雜生物樣品分析,尤其是活體原位分析目標(biāo)物提供了新的策略。
相關(guān)工作以“Zwitterionic-grafted Polydopamine Biointerface for In Vivo Sensing with high biocompatibility”為題發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 論文的第一作者是中國人民大學(xué)的馮濤濤博士,通訊作者是中國人民大學(xué)的張美寧教授。該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委,中國人民大學(xué)大力支持。論文鏈接https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202010675。
版權(quán)與免責(zé)聲明:本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權(quán)負責(zé)。如涉及侵權(quán),請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱:sales@allpeptide.com