华东师范大学研发柔性电极用于生物检测

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       近日，华东师范大学在3D打印柔性电极（Printed Flexible electrodes）方面取得新的进展，通过天然鸟嘌呤核苷酸分子的自组装反应设计了一种新型的纳米纤维导电水凝胶，并基于该柔性导电材料实现了对生物分子的电化学检测。相关研究结果发表在Advanced Materials上。

       自美国《科学》杂志将柔性电子技术的进展列为世界十大科技成果之一以来，诸如人体可穿戴传感等的柔性电子产品迅速引起全世界的广泛关注，它既能像橡胶一样延展，又能像金属一样导电，在人造肌肉、表皮传感、植入器械等生物医学范畴内拥有极大的应用前景。

       迄今为止，在相关材料改良、器械设计以及微纳制造等方面投入的研究已经极大地推动了柔性电子技术的发展。但目前使用最为广泛的薄膜沉积法只能制备出简单的平面结构，并不能完全满足仿生器件的要求。此外，材料的生物相容性也是亟待解决的重要问题之一。

      “导电水凝胶”的出现可谓给生物兼容性柔性电子的研究带来了一丝光亮。该水凝胶所具备的特殊固-液界面及类似生物组织富水多孔的特征，已在搭建形状可控高弹性生物传感器的方面发挥出巨大的作用。针对这一问题，华东师范大学化学与分子工程学院的裴昊教授与广州医科大学的张峰教授合作，指导博士钟睿博、唐倩、王少鹏在鸟嘌呤核苷中引入硼酸根与钾离子，并利用G四联体的堆叠作用，发展了一种全新的纳米纤维水凝胶。研究表明，随着切变应力的改变，该水凝胶可以在溶胶-凝胶两种状态间快速转变，从而实现任意形状电子器件的打印。同时，在水凝胶自组装的过程中，他们掺入氯化血红素（hemin），赋予该凝胶相应的酶活性，与游离态hemin相比，催化活性显著提高，为仿生酶的构建提供了一种新的策略。除此之外，研究人员发现，将聚苯胺沉积在水凝胶表面可有效提升其电化学性能。在前期研究的基础上，该团队将葡萄糖氧化酶（GOx）掺杂入水凝胶中，进一步设计了一种稳定性好、重复性高的葡萄糖传感器，该传感器可在循环工作100次后仍保持优良的性能。这项工作为人工制酶以及柔性电极的发展提供了新的途径。

该论文作者为：Ruibo Zhong, Qian Tang, Shaopeng Wang, Hongbo Zhang, Feng Zhang, Mingshu Xiao, Tiantian Man, Xiangmeng Qu, Li Li, Weijia Zhang, Hao Pei