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  蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院孫立寧教授團(tuán)隊(duì)的王鳳霞研究員課題組在著名雜志《ACS Appl. Mater. Interfaces》上發(fā)表了基于碳化絲納米纖維的可降解型生物兼容的溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞外環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。該研究成果為細(xì)胞環(huán)境的研究提供了一種新的方式。

  細(xì)胞是生命科學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的重要研究對(duì)象，細(xì)胞外環(huán)境的溫度會(huì)影響細(xì)胞的生理功能和生存狀態(tài)，為了保證細(xì)胞正常生長(zhǎng)，需要持續(xù)監(jiān)測(cè)細(xì)胞環(huán)境溫度參數(shù)的變化。目前在檢測(cè)細(xì)胞溫度技術(shù)中，熒光溫度計(jì)的穩(wěn)定性較差且熒光染料的易泄露的特點(diǎn)可能會(huì)對(duì)細(xì)胞狀態(tài)造成負(fù)面影響。盡管熱電偶或熱電阻傳感器已有很大的進(jìn)展，然而傳感器的非生物相容性限制了其在細(xì)胞環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用。因此，研制新型的生物兼容的、高靈敏的溫度傳感器對(duì)于實(shí)現(xiàn)細(xì)胞外環(huán)境中的檢測(cè)具有重要的意義。

  蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的王鳳霞研究員課題組在《ACS Applied Materials & Interfaces》上發(fā)表了題為“Carbonized Silk Nanofibers in Biodegradable, Flexible Temperature Sensors for Extracellular Environments”的文章（DOI：10.1021/acsami.2c00384）。為了提高傳感器的生物相容性，該課題組采用蠶絲蛋白作為器件的原材料，其中，活性層采用的是高溫處理后的絲基碳納米纖維為基底的復(fù)合材料，封裝層和基底材料則采用再生絲素溶液混合聚氨酯的柔性復(fù)合材料。所得到的傳感器顯示了1.75%/℃高靈敏度和35-63℃的寬檢測(cè)范圍，和已報(bào)道的碳基傳感器相比，展現(xiàn)了相似或更高的溫度敏感性能。通過(guò)CCK-8法證明了絲基材料及整體傳感器的生物相容性，展現(xiàn)了其在細(xì)胞生物領(lǐng)域的應(yīng)用前景。同時(shí)在實(shí)際的細(xì)胞外環(huán)境檢測(cè)中，傳感器在水平和彎曲兩種狀態(tài)下都保持了相似的輸出特性，證明了這種絲基傳感器在細(xì)胞操作及細(xì)胞培養(yǎng)等過(guò)程中的應(yīng)用潛力。另外，該溫度傳感器在0.1M的NaOH溶液中可以快速降解，降低了環(huán)境的分解負(fù)擔(dān)和分解周期，避免了廢棄或損壞的電子設(shè)備對(duì)環(huán)境造成污染�；�CSNF-Pt的溫度傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度、柔性、生物相容性和可降解性，展現(xiàn)了生物電子裝置在細(xì)胞領(lǐng)域的進(jìn)一步延伸。該研究成果為細(xì)胞環(huán)境的研究提供了一種新的方式。

圖2. 基于CSNF-Pt的傳感器的生物相容性和降解性能。(a)體外細(xì)胞毒性結(jié)果顯示為在不同材料中共培養(yǎng)72小時(shí)的BEAS-2B細(xì)胞的顯微鏡圖像， (b)用不同培養(yǎng)基培養(yǎng)的細(xì)胞的相對(duì)生長(zhǎng)速度，(c) 基于CSNF-Pt的溫度傳感器在NaOH溶液中的體外降解的連續(xù)照片。 

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c00384

作者團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：

王鳳霞 研究員 （通訊作者）

蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院江蘇省先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

郵件：wangfengxia@suda.edu.cn

王鳳霞博士，蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院江蘇省先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員，擔(dān)任中國(guó)微米納米機(jī)器人學(xué)會(huì)理事；擔(dān)任Adv. Mater.、Organic Electronics、Journal of Material Chemistry C.、 Journal of Applied Physics及Material Letter等雜志審稿人，同時(shí)也參與國(guó)家自然科學(xué)基金的評(píng)審工作。多年來(lái)主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人、傳感與控制、智能制造等。已承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、十三五裝備預(yù)研項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等13項(xiàng)。已在國(guó)內(nèi)外雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利20余項(xiàng)。