水凝胶是新兴材料，在生物传感应用中具有适用性，尤其是那些涉及癌症检测的材料。由于可以区分正常状态和肿瘤状态中的谷胱甘肽（GSH）和活性氧（ROS）浓度。据报道，与肿瘤环境中的正常细胞相比，GSH的浓度是正常细胞的四倍，而ROS是后者的十倍。此外，用氧化还原反应性官能团调整水凝胶基质可以靶向癌细胞，利用氧化还原反应监测生化反应来检测疾病。即使已存在诸如正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET / CT）之类的检测系统，它仍然存在一些缺陷，因此，非常需要开发用于癌症的自我修复和电子信号响应的生物相容性传感器。

Sung Young Park教授等人开发了一种氧化还原反应性自修复碳点（CDs）水凝胶，该凝胶可以检测癌症环境，并可以区分在氧化还原环境中治疗期间出现的各种电子信号。以“Diselenide-Bridged Carbon Dot Mediated Self-Healing, Conductive, and Adhesive Wireless Hydrogel Sensors for Label-Free Breast Cancer Detection”为题目，发表在ACS Nano。使用脲基嘧啶酮共轭明胶（Gel-UPy）结合了含硒二烯的CDs用于癌症检测，GSH或ROS裂解水凝胶中CDs的二硒键基团会引发氢键的形成，从而影响Gel-UPy/CDs水凝胶的自愈能力，电导率和粘附性。与在生理条件下观察到的结果相比，Gel-UPy/CDs水凝胶在肿瘤条件下显示出更快的愈合，此外，该凝胶还具有出色的体内癌症检测能力，这与低浓度环境下观察到的结果相当。

图一：CDs的合成和表征。

图二：使用Gel-UPy/CDs水凝胶进行离体粘连和体内癌症检测。

基于Gel-UPy/CDs的综合自愈性，电导率和粘附性，该水凝胶因其在肿瘤条件下的选择性和敏感性而在生物医学应用（尤其是涉及癌症检测的生物医学应用）中显示出广阔的前景。

文章链接：Won H J,Ryplida B, Kim S G, et al. Diselenide-Bridged Carbon Dot Mediated Self-Healing, Conductive, and Adhesive Wireless Hydrogel Sensors for Label-Free Breast Cancer Detection. ACS Nano, 2020. DOI: 10.1021/acsnano.0c02517

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c02517

信息来源：碳点之光

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