_ Dispozitiv bioelectronic flexibil bazat pe trai material pentru monitorizarea lactatului și a celulelor tumorale

Cererea pentru monitorizarea sănătății în timp real este în creștere. O echipă de cercetare de la Institutul de Chimie al Academiei Chineze de Științe (ICCAS) a dezvoltat recent un material viu pentru monitorizarea în timp real a lactatului, un biomarker pentru cancer.

Lactatul este un analit major în ingineria bioproceselor. , medicina sportivă și îngrijirea clinică și este, de asemenea, un biomarker de încredere al generării tumorii, metastazelor și recidivei. Sunt solicitați biosenzori portabili cu performanțe bune pentru monitorizarea conținutului de lactat din fluidele corporale.

Materiile vii sunt un nou tip de material biohibrid format din elemente vii (bacterii, celule de mamifere, ciuperci și alge etc.) și materiale funcționale artificiale. Beneficiind de combinația dintre avantajele lor respective, materialele vii sunt utilizate pentru biodetecție, biosinteză și diagnostic biomedical. Polimerii conjugați (CP) sunt caracterizați printr-o structură electronică delocalizată care permite transferul de electroni.

Prin modificarea ulterioară a scheletului CP folosind lanțuri laterale solubile în apă, o serie de noi polimeri conjugați solubili în apă (WSCP) au fost proiectate și sintetizate cu solubilitate excelentă în apă, proprietăți fotoelectrice și biocompatibilitate. Se așteaptă ca WSCP să fie materiale funcționale artificiale bune pentru construirea de materiale vii și dispozitive bioelectronice.

Condusă de prof. Wang Shu și prof. Bai Haotian, echipa ICCAS a construit un material viu cu politiofen cationic (PMNT) și Shewanella oneidensis MR-1. PMNT ar putea contribui la formarea biofilmului și la optimizarea procesului bioelectronic din interiorul S. oneidensis MR-1; astfel, materialele vii construite ar putea accelera procesul de oxidare din lactat și pot spori viteza de transfer de electroni către exterior.

Materialul a fost apoi folosit pentru a fabrica un dispozitiv bioelectronic flexibil pentru detectarea lactatului în fluide fiziologice (transpirație, urină și plasmă) și celulele tumorale prin integrarea suplimentară a modulelor funcționale și prelucrarea tehnologiei de inginerie. Toate semnalele electrice colectate adunate de dispozitivul bioelectronic flexibil ar putea fi transferate fără fir pe un smartphone portabil pentru citire și analiză.

Această lucrare oferă o nouă strategie de integrare a activității biologice a celulelor vii și a proprietăților optoelectronice ale CP pentru pregătirea materialelor vii. Dispozitivele electronice flexibile și purtabile bazate pe noile materiale vii au potențiale aplicații pentru monitorizarea sănătății personale în viitor.

Studiul a fost publicat în Science Advances.

(Fluierul)