组织工程通过构建功能性组织替代物推动再生医学发展，用于体外研究和治疗应用。优化皮肤工程组织显然受益于局部、实时、精确的氧浓度测量，因为氧在细胞代谢、存活和组织再生中起关键作用。本研究提出一种基于荧光的氧生物传感器，其化学稳定并整合到用于完整皮肤等效物（含真皮和表皮）支架的纤维蛋白基真皮基质中。该过程包括合成一种含钯和 Jeffami...
本研究调查单细胞在迁移方向改变过程中的氧（O2）消耗。这是首次将纳米拓扑结构与 O2 生物传感器集成于同一平台，可实时监测细胞 O2 消耗，并区分同向迁移与反向迁移细胞。作者采用先进纳米加工技术在光栅脊上制备纳米孔或纳米柱，并通过荧光显微镜、细胞迁移实验和 O2 消耗分析评估其效应。结果表明，位于光栅脊纳米柱上的细胞表现出更强的迁移...
多种脑疾病如神经损伤、脑功能障碍、血管畸形和神经退行性疾病均与异常氧水平相关。现有直接监测脑组织氧合的方法昂贵且侵入性大，并存在准确性不足的问题。电化学检测具有微创和成本效益，可减少疼痛、不适和损伤。本文开发了一种基于针灸针的微创针式传感器，用于监测脑内 O2 水平。作者通过控制点蚀腐蚀过程，从 AISI 316L 不锈钢针灸针中直...
体外功能性肝区化模型是重现生理肝脏特征的关键问题，氧浓度被认为是调节肝区化的潜在主要因素。本研究在含大鼠肝细胞培养的微流控设备中集成铂(II)八乙基卟啉（PtOEP）氧传感器，用于对培养室内氧浓度进行二维映射。肝细胞贴壁 3 h 后，传感器显示强烈的氧耗竭，导致设备中心出现缺氧。开始 30 min 培养基灌注后，监测到由细胞呼吸沿培...
了解微流控细胞培养系统中溶解氧的可用性，对重建生理相关微环境并提供可靠、可重复的测量条件至关重要。体内不同组织细胞经历不同氧张力，体外可通过专用培养仪器调控外部氧浓度。虽然现代培养箱可方便调整培养条件，但要在微流控芯片内控制生理相关微环境，必须集成氧传感器。尽管已有多种方法监测单层细胞存在下的氧水平，微流控三维细胞培养的氧需求以及二...
线粒体毒性正成为严重健康后果的重要机制。本研究利用已报道的氧生物传感器高通量平台，对176种环境化学物质进行线粒体毒性筛选。在RGC-5大鼠视网膜神经节细胞中，通过384孔氧传感器板监测荧光变化，评估化合物对线粒体氧消耗的影响。结果确认已知线粒体毒素（如鱼藤酮）的作用，并发现新的线粒体解偶联剂，如2,2'-亚甲基双(4-氯酚)和五氯...
本文报道了一种由生物超级电容/酶燃料电池供电的氧生物传感器。该生物燃料电池以碳纳米管和纳米纤维素/聚吡咯复合超级电容材料为电极，阴极采用固定在萘基化多壁碳纳米管上的 Trametes versicolor 漆酶，阳极采用吸附于多孔聚吡咯基质中的果糖脱氢酶。纳米材料作为酶载体可增大电极比表面积，并促进酶活性位点与电极直接接触。导电聚合...
重新利用具有线粒体功能效应的美国食品药品监督管理局（FDA）批准药物，可能缩短线粒体疾病药物开发的关键路径。本研究改进了基于生物传感器的线粒体氧消耗检测方法，并在Leber遗传性视神经病变（LHON）和脆性X相关震颤/共济失调（FXTAS）细胞模型中识别出线粒体功能缺陷。作者利用该平台对1600个临床使用药物组成的化合物库进行筛选。...
氧气和葡萄糖是哺乳动物细胞功能的重要营养物。本研究以C2C12小鼠肌母细胞为模型，在不同葡萄糖浓度（低糖0.6 mM、中糖5.6 mM、高糖23.3 mM）和常氧或低氧（1% O2）条件下培养，检测细胞氧消耗、葡萄糖消耗、乳酸生成及代谢状态，重点考察细胞是否出现氧顺应（oxygen conformance, OC）。短期氧消耗采用新...
CYP102A1是高效中长链脂肪酸羟化酶，可接受广泛非天然底物。通过BD Oxygen Biosensor System筛选，鉴定4-己基苯甲酸（HBA）和4-壬氧基苯甲酸（NOBA）为CYP102A1底物。光谱结合研究显示二者结合于活性位点，Kd分别为2.6±0.1 μM和1.9±0.2 μM。存在HBA和NOBA时NADPH消耗...
本文设计、制备、表征并优化了用于创伤性脑损伤（TBI）患者实时连续监测的新型智能导管上的氧和葡萄糖生物传感器。氧传感器采用三电极构型，以实现零净耗氧；葡萄糖传感器基于铂纳米粒子增强电极，并用聚阳离子修饰，葡萄糖氧化酶固定于壳聚糖基质中。作者开发了氧化铱（IrOx）电极作为生物相容性参比电极，提高其在生物溶液中的耐久性和稳定性。研究考...
快速生理谱分析可评估有氧生境中影响微生物活性的因素。以往方法受富集偏差和培养条件限制。本文测试基于微孔板氧传感器系统（BDOBS）的生理谱方法，该系统允许更低底物添加并调节 pH 和营养。研究以佛罗里达 Merritt Island 保护区 scrub-oak 森林土壤微生物群落为对象，评估贫营养土壤微生物活性，并为 CO2 升高研...
线粒体是真核细胞氧化磷酸化和 ATP 生成的主要场所，其功能异常与多种神经退行性疾病和药物毒性相关。氧耗是反映线粒体和细胞功能的重要指标，但传统极谱法在培养细胞中操作困难，且分离线粒体易造成损伤。本文基于 Becton–Dickinson 氧生物传感器微孔板建立了一种高通量、非侵入性活细胞线粒体耗氧检测方法。该微孔板底部硅胶橡胶基质...
机械加载是调控软骨细胞的重要因素，但软骨细胞力学转导机制仍不清楚。本研究以聚乙二醇（PEG）水凝胶为模型，通过改变凝胶交联密度（rx）控制细胞变形，研究软骨细胞响应。将牛关节软骨细胞（50×10^6 个/mL）包埋于三种交联密度 PEG 水凝胶中，施加静态 15% 应变或动态 0.3 Hz、1 Hz（15% 幅值）加载 48 h。用...