监测血糖水平是健康监测的关键要素之一。加州大学伯克利分校的一个研究小组现已开发出一种基于单壁碳纳米管和非活性形式的葡萄糖氧化酶(GOx)的不依赖于电池的荧光纳米传感器。

该团队在《Angewandte Chemie 国际版》杂志上报告称，由于酶不处于活性状态，因此分析物在测量过程中不会被消耗，并且可以对体液和组织中的葡萄糖水平进行连续、可逆和非侵入性的生物成像。 。

血糖水平通常使用基于 GOx 的电化学传感器来测量。然而，这些传感器会产生有毒的过氧化氢作为副产品，此外，需要庞大的电路和电池，使得难以制备用于连续测量的植入式设备。

另一方面，微小的单壁碳纳米管可以集成到组织中并提供生物成像信息：当受到光激发时，单壁碳纳米管会产生近红外荧光信号，该信号穿过组织，并且可以使用非侵入性生物成像技术轻松记录。

不幸的是，制造基于 GOx 的单壁碳纳米管纳米传感器很困难，因为将分子加载到单壁碳纳米管上最有效的技术——超声处理——本质上会使 GOx 分子失活。

现在，加州大学伯克利分校的 Markita P. Landry 和她的研究团队驳斥了基于 GOx 的传感器需要活性 GOx 才能成功传感葡萄糖的假设。他们利用超声处理制备了负载 Gox 的单壁碳纳米管传感器，该传感器能够可靠、选择性且灵敏地检测葡萄糖，正如血清、血浆和小鼠脑切片中的葡萄糖测量所证明的那样。

研究人员解释了这一令人惊讶的发现，因为无活性的 GOx 酶能够结合葡萄糖而不将其转化。单独的结合足以调节荧光信号。为了完全独立于 GOx 活性，研究人员还构建了一种 GOx 酶，该酶甚至缺乏葡萄糖转化的反应基团。由此产生的 apo-GOx-SWCNT 传感器可以像 SWCNT 和天然 GOx 的原始缀合物一样可靠地检测体液和小鼠脑切片中的葡萄糖。

研究人员指出，使用非活性 GOx 分子具有重大优势。例如，通过使用超声处理作为有效的制备步骤，可以简化 GOx-SWCNT 纳米传感器的制造过程。此外，由于酶反应不会消耗分析物，因此不会产生有毒副产品，并且测量本质上是可逆的，从而可以对组织液中进行非侵入性连续血糖监测。

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