三维可拉伸导电支架用于细胞原位培养及硫化氢(H2S)实时动态监测研究

本文创新性地开发了一种集成3D细胞培养、应变加载和电化学检测的可拉伸导电支架（AuNSt/ZIF-8/CNTs/PDMS），实现了机械力刺激下内皮细胞分泌硫化氢（H2S）信号的实时动态监测。该支架通过金属有机框架（ZIF-8）和金纳米星（AuNSt）的协同作用，兼具优异的电催化性能和机械稳定性，为研究血管功能障碍等疾病的力化学转导机制提供了新型研究平台。

　　

Highlight

本研究开发了一种革命性的三维可拉伸导电支架，巧妙地将细胞培养微环境与实时生化监测功能融为一体，犹如给细胞装上了"机械力-H₂S信号"的实时翻译器。

Characterization of the AuNSt/ZIF-8/CNTs/PDMS scaffold

通过透射电镜（TEM）观察发现，制备的ZIF-8呈现完美的菱形十二面体结构（约200纳米），而金纳米星（AuNSt）则像闪耀的小海星般分散良好，平均尺寸为51.5±4.2纳米。X射线衍射（XRD）图谱显示ZIF-8的特征峰清晰可见，证明其晶体结构完整。扫描电镜（SEM）图像显示支架具有理想的多孔结构，孔径约200微米——这简直就是为细胞量身定制的"三维公寓"！

电化学测试结果更令人振奋：我们的支架对H₂S的检测限低至0.15微摩尔/升（S/N=3），灵敏度高达1034微安·毫摩尔^-1·平方厘米^-1。即便在20%的拉伸应变下，电流响应仍能保持90%以上，展现出惊人的机械稳定性。选择性实验证实，该支架能像精准的"分子筛"一样，在谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）等干扰物存在时仍保持对H₂S的特异性识别。

Conclusions

这项研究就像为细胞力学研究打开了一扇新窗口：我们不仅建造了一个能"感受"机械力的智能细胞培养系统，更实现了H₂S分泌信号的动态捕捉。这个多功能平台将成为探索血管功能障碍等疾病机制的有力工具，为力化学转导研究带来新的突破。