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便携式无源葡萄糖传感器基于超快绿色凝胶反应开发，通过酶促级联反应使酪胺-透明质酸复合物在检测到葡萄糖后迅速交联成凝胶，无需辅助仪器即可通过观察溶液迁移距离实现肉眼定量检测，灵敏度达0.01 mM，误差小于5%，临床样本验证有效，技术可扩展至其他生物分子检测。
作者：邱春娇 | 刘亚莉 | 杨宇 | 上玉辉 | 陈金阳
中国湖北省黄石市，湖北师范大学化学与化工学院，污染分析与再利用技术重点实验室，邮编435002
摘要
新兴的即时检测（POC）技术越来越注重高便携性、成本效益以及用户友好性和环境友好性。本文开发了一种无需电源且肉眼可读的传感器，用于POC葡萄糖检测和快速高血糖筛查，该传感器基于一种超快且环保的凝胶化反应原理。该传感器由测试液和试纸条组成。当向测试液中加入葡萄糖时，经酪胺修饰的透明质酸（一种无毒且可生物降解的结合物）会在葡萄糖引发的酶级联反应的触发下立即发生交联，形成共价水凝胶网络。这种温和且高效的凝胶化过程在室温下仅需极短时间（<10秒）即可完成。随后，通过直接读取溶液在刻度试纸条上的迁移距离，可以直观量化由于水凝胶生成而导致的整体溶液粘度增加。通过标准校准，该传感器无需任何辅助仪器即可实现葡萄糖的准确定量。该传感器表现出临床所需的足够灵敏度（定量限：0.01 mM），满足微量分析的精度要求（RSD <5%），并在临床血液样本检测中表现出优异的性能。通过阈值线的定位和试纸条的重新设计，即使不进行任何数据处理，该传感器也能实现高血糖的直接快速筛查。此外，通过在测试液中添加特定酶，该传感器还能实现对多种生物分子的即时检测，进一步体现了其高度的通用性。
部分内容
引言
为了满足包括精准医疗、食品安全和环境监测在内的各个领域对便携式、实时和现场分析解决方案的迫切需求，需要加强和持续的研究工作来推动即时检测（POC）传感器技术的发展。[1]、[2]、[3]、[4] 作为传统实验室仪器的功能性替代品，POC传感器必须在分析精度和
材料与设备
透明质酸钠（HA，200-400 kDa）和盐酸酪胺（Tyr，>98%）购自Aladdin Reagents（中国上海）。葡萄糖氧化酶（GOx，≥100 U/mg）和辣根过氧化物酶（HRP，≥300 U/mg）购自Sangon Biotechnology Co. Ltd.（中国上海）。葡萄糖来自Sigma-Aldrich。选择性实验中使用的4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物（DMTMM）及糖类由Macklin Biochemical Technology Co.提供。Tyr-HA凝胶化的表征
作为可用于水凝胶形成的绿色聚合物，Tyr-HA是通过使用4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物（DMTMM）作为偶联剂，通过透明质酸（HA）与酪胺（Tyr）的高效酰胺化反应合成的（方案1A）。合成产物分别通过FT-IR、UV-Vis吸收光谱和1HNMR光谱进行了表征。如图1A所示，其特征吸收峰（位于1410 cm-1）对应于C=O对称伸缩振动。
结论
总结来说，我们开发了一种无需电源的纸质葡萄糖传感器，使用Tyr-HA、GOx和HRP的混合物作为测试液，以及带有刻度的pH试纸作为试纸条。当葡萄糖加入测试液中时，由酶级联反应驱动的透明质酸水凝胶生成过程立即开始。随后，通过直接读取溶液在试纸条上的迁移距离来直观量化凝胶化引起的粘度增加，从而实现了无需仪器的检测。
CRediT作者贡献声明
杨宇：验证、研究。
刘亚莉：方法学、数据管理。
陈金阳：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、资金申请。
上玉辉：软件开发、数据分析。
邱春娇：撰写——初稿撰写、方法学设计、数据管理、概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：22004031）和湖北省自然科学基金（项目编号：2023AFB996）的支持。
支持信息
支持信息可免费获取于：https://pubs.acs.org/doi/
Tyr-HA交联机制图；不同样品体积下的葡萄糖检测照片；Tyr-HA浓度在葡萄糖检测中的优化；不同湿度条件下的葡萄糖检测照片；评估结果
邱春娇在湖北师范大学攻读硕士学位期间，从事智能水凝胶材料的合成及其在生物/化学传感中的应用研究。
