灵活的激光诱导石墨烯生物传感器能够实现实时、体内分析伤口愈合过程中细胞因子的动态变化

《Journal of Nanobiotechnology》：Flexible laser-induced graphene biosensor enables real-time, in vivo profiling of wound healing cytokine dynamics

　　

摘要

激光诱导石墨烯（LIG）为高性能碳纳米材料提供了一种可扩展的制备途径，但其生物医学应用受到稳定性、生物相容性和体内验证方面的限制。在这里，我们报道了一种灵活的、集成有弹性体的LIG生物传感器，能够实现对活体组织中炎症细胞因子的连续、无标记监测。通过系统优化激光处理参数，我们制备出了稳定的、低电阻的石墨烯网络，这些网络在反复弯曲和粘附应力下仍能保持电学性能。抗体功能化赋予了该传感器分子特异性，使其能够以每毫升皮克克的检测灵敏度检测白细胞介素-6（IL-6）、CXCL12和TGF-β1，其检测性能可与ELISA相媲美。在慢性伤口模型中，该生物传感器能够解析炎症、增殖和重塑阶段的细胞因子特异性时间动态变化，这一结果通过传统检测方法得到了验证。该平台实现了对炎症信号的最小侵入性和纵向分析，证明了LIG生物传感器可作为临床可转化的工具，用于精确监测伤口愈合、神经炎症及其他炎症相关疾病。这种与伤口微环境的直接且机械稳定的接口使得能够超越传统可穿戴或粘附式生物传感方法，实现连续的体内细胞因子分析。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

激光诱导石墨烯（LIG）为高性能碳纳米材料提供了一种可扩展的制备途径，但其生物医学应用受到稳定性、生物相容性和体内验证方面的限制。在这里，我们报道了一种灵活的、集成有弹性体的LIG生物传感器，能够实现对活体组织中炎症细胞因子的连续、无标记监测。通过系统优化激光处理参数，我们制备出了稳定的、低电阻的石墨烯网络，这些网络在反复弯曲和粘附应力下仍能保持电学性能。抗体功能化赋予了该传感器分子特异性，使其能够以每毫升皮克克的检测灵敏度检测白细胞介素-6（IL-6）、CXCL12和TGF-β1，其检测性能可与ELISA相媲美。在慢性伤口模型中，该生物传感器能够解析炎症、增殖和重塑阶段的细胞因子特异性时间动态变化，这一结果通过传统检测方法得到了验证。该平台实现了对炎症信号的最小侵入性和纵向分析，证明了LIG生物传感器可作为临床可转化的工具，用于精确监测伤口愈合、神经炎症及其他炎症相关疾病。这种与伤口微环境的直接且机械稳定的接口使得能够超越传统可穿戴或粘附式生物传感方法，实现连续的体内细胞因子分析。

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此图像的替代文本可能是由AI生成的。