基于仿生ABTS脂质体的囊泡限域氧化还原介导实现稳定电子传递与双模式H2O2检测

本文创新性地提出仿生脂质体限域策略，通过将ABTS封装于磷脂囊泡构建稳定电子传递平台，成功解决氧化还原介质（Redox Mediators）易扩散降解的难题。该技术实现2.53 nM级超灵敏电化学检测与可视化比色双模式输出，在活细胞内H2O2监测中展现卓越生物相容性，为POCT（Point-of-Care Testing）生物传感器提供革新性解决方案。

　　

Highlight

通过仿生囊泡限域策略实现稳定的电子中继与双模式过氧化氢检测

Materials and Reagents

实验采用磷脂酰胆碱（PC, >99%）、胆固醇（Chol, ≥95%）、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐（ABTS, ≥98%）、辣根过氧化物酶（HRP, ≥250 U/mg）及戊二醛溶液（25% w/w）等核心试剂，所有材料均遵循细胞实验级标准。磷酸盐缓冲液（PBS, 0.1 M, pH 7.4）用于模拟生理环境，Hela细胞购自国家级细胞资源库。

Results and Discussion

为验证囊泡限域电子传递概念，我们构建了将ABTS封装于磷脂脂质体内的仿生传感平台，并与辣根过氧化物酶（HRP）协同工作。该设计巧妙耦合了纳米限域介体稳定化与双模式信号生成机制，逐步推进从材料制备、物理化学表征到功能验证的研究进程。脂质双分子层不仅作为扩散屏障，更为ABTS提供了水合微环境，使其在保持氧化还原活性的同时避免泄漏降解。实验表明，该平台可实现HRP-电极界面的高效电子穿梭，电化学循环伏安测试历经500次循环仍无信号衰减，30天后活性保留超70%。同步开发的比色输出模块可在微摩尔范围内提供直观视觉响应，凸显了电化学中继与一次性比色产物的协同优势。

Conclusion

本研究通过脂质体封装技术成功构建了ABTS限域体系，从根本上解决了介体泄漏与降解问题。囊泡限域微环境在维持介体活性的同时实现了HRP-电极界面的持续氧化还原循环，形成稳定耐用的传感架构。该平台兼具超灵敏电化学检测（检测限低至2.53 nM）与可视化比色双输出模式，在活细胞H₂O₂监测中验证了其生物相容性与可靠性，为氧化应激监测、床旁诊断及氧化还原耦合生物传感提供了创新性解决方案。