即時檢驗（Point-of-care Testing, POCT）技術致力于開發(fā)易于使用、無需設備的方法來實時監(jiān)測人類代謝物和疾病生物標記物。它可以用于監(jiān)測諸如動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病等慢性疾病，以及診斷包括心肌梗塞、中風、敗血性休克在內(nèi)的急性疾病。在各種POCT傳感技術中，電化學傳感器因其定量的電信號傳導、快速響應和低檢測限而被廣泛使用。POCT中常用的電化學傳感器主要由平面電極組成。但是，當將平面結(jié)構(gòu)應用于復雜的生物樣品時，這種結(jié)構(gòu)缺乏將分析物與干擾物分離的能力，比如全血檢測。平面電極的二維結(jié)構(gòu)還限制了活性物質(zhì)的充分固定和信號傳輸，從而嚴重影響了傳感精度。因此，開發(fā)具有選擇性血液分離、高靈敏度和高精度的微型三維生物傳感器至關重要。

浙江大學黃小軍團隊基于梯度孔中空纖維膜（HFM）構(gòu)建了新型酶膜生物傳感平臺。首先將梯度孔中空纖維膜作為三維支架，在支架上原位合成導電聚苯胺（PANI）和鉑納米顆粒（Pt NPs），以實現(xiàn)電導性和催化效率。梯度孔中空纖維膜獨特的結(jié)構(gòu)提供了混合流體動力學模型，包括內(nèi)腔中的毛細作用力和有序孔中的流體擴散，有利于毛細管方向的快速虹吸和徑向方向的均勻擴散。更重要的是，匹配的中空纖維膜梯度孔徑表現(xiàn)出色的血液篩分性能，既消除了細胞干擾又提高了即時檢測過程中的準確性。納米結(jié)構(gòu)的PANI和Pt NP增加了電極面積和催化電流，從而提高了生物傳感器的靈敏度。此外，三維多孔結(jié)構(gòu)和原位沉積的導電聚合物實現(xiàn)分離與檢測的協(xié)同耦合，從而滿足POCT采樣過程中的微量采樣、分離、傳質(zhì)與響應等功能，首次實現(xiàn)構(gòu)建將互連導電納米材料、選擇性血液分離膜模塊和梯度孔載酶結(jié)構(gòu)集成于一體的即時電化學生物傳感器平臺。它為設計多功能三維電化學生物傳感器提供了一種有前途的策略，有望促進其在資源有限地區(qū)，大規(guī)模人群篩查和突發(fā)公共衛(wèi)生事件中的大規(guī)模應用。

相關成果以“Capillary-driven blood separation and in-situ electrochemical detection based on 3D conductive gradient hollow fiber membrane”為題發(fā)表在高水平期刊Biosensors and Bioelectronics (IF=10.257) ;

論文的第一作者為浙江大學高分子科學與工程學系黃小軍副教授團隊的博士研究生吳慧敏；通訊作者為浙江大學高分子科學與工程學系黃小軍副教授、杭州師范大學醫(yī)學院陳大競教授。該項工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金等項目的資助。

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