高血糖是多种人类癌症的危险因素。肿瘤细胞即使在有氧条件下也通过糖酵解代谢葡萄糖（Warburg 效应），为分析代谢适应机制提供了框架。本研究采用源自健康组织的人乳腺基质细胞系 RMF-621，将其长期培养于低糖（5 mM）或高糖（25 mM）环境中，并利用 FRET 生物传感器 Laconic 分析乳酸转运动力学参数。结果表明，葡萄...
微流控技术正成为构建具有集成读出功能的微生理系统的重要技术。本文报道将酶基多分析物生物传感器集成到多组织培养平台，用于“body-on-a-chip”应用。微流控平台基于悬挂滴网络技术，用于形成、培养和分析流体互连的类器官球形三维（3D）微组织，可容纳多种细胞类型。传感器模块设计为小型玻璃插件，包含四个铂工作电极、一个铂对电极和一个...
乳酸（2-羟基丙酸）是丙酮酸在骨骼肌、脑、红细胞和肾脏等组织厌氧条件下生成的终产物。正常人乳酸清除率约320 mmol/L/h，主要经肝脏代谢并重新转化为丙酮酸，使动脉和静脉血基础乳酸低于1 mmol/L。血清乳酸测定对高乳酸血症、心脏骤停复苏、脓毒症、肾功能下降、缺氧相关肿瘤、肠梗死和乳酸酸中毒等疾病的鉴别诊断与医疗管理具有重要意...
柔性可穿戴传感设备能够连续、实时、非侵入地获取人体生理信息，但现有设计多只监测少量物理或电生理参数，忽略了汗液等生物标志物提供的丰富化学信息。本文提出一种贴肤式化学–电生理混合可穿戴传感系统，可在同一柔性基底上同时实时监测生化指标乳酸和电生理信号心电图，从而提供更全面的健身与健康监测。该系统由三电极安培式乳酸生物传感器和双极心电图电...
微型化电化学体内生物传感器可直接在组织中测量神经递质和能量代谢物的快速细胞外动态。基于酶的安培生物传感具有高特异性、高精确度以及高空间和时间分辨率。除葡萄糖监测外，许多系统主要面向动物模型中的中枢神经系统应用。本文比较微传感器原理与生物医学研究中其他方法，说明其优缺点。电化学传感器易于微型化，并可通过微加工技术制造。文章综述了用于体...
本研究旨在评估用生物传感器在猪肉滴水损失（drip loss，渗出液）中测得的葡萄糖和乳酸与肌肉糖酵解潜能（glycolytic potential, GP）及其组分之间的关系。以24头纯Neckar杂交品系猪背最长肌为样品，测定宰后24 h pH、CIE L*a*b*肉色和48 h滴水损失，并用商品化血糖仪和乳酸试纸检测渗出液中的...
本文报道了一种基于乳酸氧化酶（LOx）和葡萄糖氧化酶（GOx）的安培型多生物传感器，用于葡萄酒中乳酸和葡萄糖的同时测定。该传感器以玻璃陶瓷基底上的金薄膜安培多电极为换能器，通过戊二醛（GA）蒸气将酶与牛血清白蛋白（BSA）交联固定于电极表面，形成稳定的生物识别膜。在恒定电位下，葡萄糖和乳酸分别在GOx和LOx催化下与氧气反应生成过氧...
L-乳酸是胚胎细胞培养中的关键代谢物，其浓度变化可反映人胚胎的质量与活力。本研究报道了一种灵敏、稳定且易于制备的电化学生物传感器，用于胚胎细胞培养液中乳酸的检测。该传感器以一次性丝网印刷石墨电极为微型化传感平台，采用壳聚糖/多壁碳纳米管复合膜固定乳酸氧化酶。在磷酸盐缓冲液模型体系中，传感器对乳酸在30.4–243.9 μM范围内呈线...
连续监测生物标志物的摄取或释放，对理解与监控细胞代谢具有重要价值。本文报道一种多散射增强光学生物传感器，用于多重、无创、连续检测过氧化氢（H2O2）、乳酸和葡萄糖。该传感方案基于对金属蛋白细胞色素c（cyt c）氧化态的光学监测：目标分析物在酶催化下转化为H2O2，进而氧化cyt c。采用接触微点样法制备纳升级传感点，分别包含纯cy...
本文报道了一种用于乳酸检测的光学生物传感器。作者将乳酸氧化酶（LOx）与氧敏感磷光体钯苯卟啉（BMAP）共同包埋于可渗透水凝胶中，使传感器对乳酸产生发射寿命响应。通过改变单体比例，比较了纯聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)（pHEMA）以及 pHEMA 与聚丙烯酰胺（pAam）的两种共聚物（75:25 和 90:10）。扩散分析表明，水凝...
我们此前发现，当乳酸作为唯一底物时，培养神经元的突触传递会失败。为检验突触传递失败是否源于能量供应不足，本研究采用基因编码的 FRET 型 ATP 生物传感器 ATeam1.03YEMK 监测培养谷氨酸能神经元中的胞质 ATP 水平。实验以 30 μM NMDA 给予两次 30 s 脉冲、间隔 4 min 诱导突触活动，并在 1 m...
基于有机场效应晶体管（OFET）的生物传感器是有机电子学中有前景的器件应用之一，但与其他电化学生物传感器相比仍处于早期发展阶段。本研究首次报道了一种用于水相介质中乳酸检测的扩展栅极型有机场效应晶体管（extended-gate OFET）生物传感器。该器件以柔性塑料薄膜为基底，在扩展栅极电极上依次修饰乳酸氧化酶（LOx）和辣根过氧化...
本文提出用于连续代谢监测的多分析物生物标志物概念。使用多个标志物的意义在于能够更全面地理解代谢过程。研究以剧烈运动过程中的疲劳检测与预测为例，展示了该概念的价值。结果表明，将葡萄糖和乳酸随时间的变化组合为多分析物生物标志物后，其在皮下组织这一适合植入的外周组织中的监测趋势比血液更敏感。这一出乎意料的观察在正常大鼠和1型糖尿病大鼠中均...
同时监测葡萄糖和乳酸是理解生理或病理状态下脑能量代谢的重要挑战。本文报道了一种基于大鼠脑微创单次植入的通用方法，研制并测试了硅/SU8 聚合物多传感针状生物传感器。该多电极阵列由三个铂平面微电极组成，电极面积为 40×200 μm²，间距 200 μm，微加工于单根长 3 mm、横截面 100×50 μm² 的微针上，以降低植入组织...
本文报道了一种适用于血样即时多重检测的纸基比色生物传感器。该传感器通过一步喷墨打印疏水性聚苯乙烯（PS）于滤纸上形成微孔和微通道，微孔壁由渗入纸体孔隙的聚合物构成，可限制样品并实现多重检测。微孔内构建高稳定性酶薄膜涂层，使传感器类似传统微孔板工作，但可用肉眼或智能手机等便携设备进行比色读数。作者以葡萄糖和乳酸为模型分析物，验证了单分...
酶基安培生物传感器广泛用于关键生物标志物监测。实验神经科学日益需要体内连续同时监测葡萄糖、乳酸和丙酮酸等代谢相关标志物，以理解脑能量代谢及其在糖尿病、缺血和癫痫等神经病理中的作用。作者开发并表征了一种可植入多路微生物传感器装置（MBD），用于体内实时、连续、同时监测葡萄糖、乳酸和丙酮酸。首先开发并表征乳酸和丙酮酸安培微传感器，通过体...
本研究旨在开发一种可同时测定乳酸和丙酮酸的微生物生物传感器。将冻干的德氏乳杆菌（Lactobacillus delbruecki sp.）细胞与聚吡咯（polypyrrole, PPy）通过电聚合法固定在铂电极表面。在含铁氰化钾的介质中，乳酸浓度依据阴极峰（+0.2 V）处安培响应差异测定，丙酮酸浓度依据阳极峰（+0.1 V）处安培...
本文综述糖原在中枢与外周神经系统支持轴突传导中的作用，重点讨论乳酸作为代谢信使与能量底物的意义。糖原由葡萄糖合成并主要储存于星形胶质细胞，可降解为葡萄糖-6-磷酸；在无糖或低糖条件下，组织糖原消耗可延迟动作电位失败，提示糖原通过代谢途径维持轴突功能。作者认为，星形胶质细胞将糖原代谢为乳酸，并通过单羧酸转运体（MCT）将乳酸转运至轴突...
智能手机正日益成为便携式个人计算机，改变通信方式与生活方式。本研究利用3D打印技术制备一次性微型卡盒，可快速原型化，将任意智能手机或平板转变为便携式化学发光计，用于检测酶偶联反应产生的化学发光。作为原理验证，将乳酸氧化酶与辣根过氧化物酶偶联，用于口腔液和汗液中乳酸测定。乳酸可在5分钟内定量，口腔液和汗液中的检出限分别为0.5 mmo...
本文报道了一种基于电化学发光（ECL）成像的新型生物传感器阵列，用于葡萄糖、乳酸和胆碱的检测及多组分同时分析。该阵列由图案化氧化铟锡（ITO）玻璃板与六个带孔聚二甲基硅氧烷（PDMS）盖集成构成，工作电极表面修饰酶/多壁碳纳米管（MWCNTs）/壳聚糖（CS）复合膜。检测时，葡萄糖氧化酶（GOD）、乳酸氧化酶（LOD）或胆碱氧化酶（...