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1、基于微胶囊的光学生物传感器 Microcapsules as optical biosensors 挣 氓 舞 鞋 工 掇 忍 湿 钝 鼻 语 破 弟 相 翟 洱 泽 囊 孕 柒 申 倚 矛 侍 抛 多 彪 为 姜 袁 汁 纵 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Introduction 颖 湾 债 愤 擦 烯 爪 裕 拙 翟 客 肢 慈 缝 壬 拖 习 冉 亏 钠 啃 柔 斑 春 敷 弟 浊 记 杠 纫 峙 草 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 color-changing partic
2、les reside primarily in the dermis respond to changes in interstitial fluid composition measurable shifts in their optical properties. external optical device pass light into the skin collectreflected or emitted light perform analysis to report interstitial composition to the patient in a continuous
3、 or spot fashion smart tattoo 然 豁 邻 搔 墟 扼 雍 乘 击 儒 猾 拿 业 虫 箭 窿 龙 冲 窘 炎 供 泄 荷 批 虐 梗 狭 鞠 哮 侄 碰 晤 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Examples of this concept : fluorescent microspheres/capsules, hollow fiber membranes encapsulating sensing chemistry, and polymeric slabs doped with fluorescent r
4、eagents. the target species are able to freely diffuse into the container, while permanently compartmentalizing the sensing reagents The key to making this approach viable : engineer implantable materials, sensitivity, operational stability, and biocompatibility for long-term use 话 柳 访 除 常 贸 桓 成 爽 翻
5、 稳 俯 秦 质 矩 部 浸 肢 字 伪 掣 甄 驯 赣 岩 牌 疼 豺 樟 截 儡 尚 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Encapsulation within polyelectrolyte multilayer capsules Nano-engineered microcapsule carriers is an effective means of encapsulating sensing reagents. Different approaches to entrap optical sensing assays: vari
6、ous types of microvesicles, including liposomes, polymersomes, and polyelectrolyte microcapsules. Polyelectrolyte microcapsules are formed by depositing alternating layers of charged polymers onto sacrificial templates using the layer-by-layer (LbL) nanoscale self assembly process, which is followed
7、 by the removal of the template via chemical treatment. 装 壹 积 哩 劲 毙 锰 骨 咳 阮 鞭 茹 诈 遁 罕 嗡 壬 梧 减 吼 程 扁 侵 课 厨 服 表 驴 漂 静 央 斜 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 layer-by-layer (LbL) nanoscale self-assembly process allows for an even wider assortment of candidate materials. The goal of encapsulati
8、on is to trap the sensing reagents behind a semi-permeable Barrier. The sensor chemistry must be trapped in sufficient quantity for the optical response to be measured. 贺 鹰 俗 澄 剁 妥 撒 德 提 趴 族 漓 兹 嘲 纽 凹 沈 窿 世 涎 雁 鸦 豺 踢 啊 卯 瓜 肺 订 卜 螟 知 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Three principal methods
9、: Precipitation, adsorption/absorption, diffusion 退 真 颅 嗣 樱 煤 债 瞳 蜕 狄 求 碑 墅 炎 涸 滨 五 袍 拯 隔 极 旱 镑 泞 钧 磨 仙 鸟 离 残 极 戳 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 1. Diffusion 2. adsorption/absorption Advantage: virtually any removable template can be used Disadvantages: low loading efficiency, requireme
10、nt to use materials that can be induced to alter pore size, effects encapsulated species Advantage: allows use of any polymers amenable to the LbL assembly method Disadvantages: loss of adsorbed/absorbed molecules during the LbL process 渍 拇 谦 疯 构 竿 蕊 电 理 附 炳 淳 糕 腑 遭 谴 蚌 溉 览 婪 午 杏 攻 怪 士 诚 屿 件 么 磅 应 矣
11、 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Examples: PLL/PGA multilayer films on mesoporous silica (MS) spheres 塔 落 儒 僵 魁 呕 分 嘲 螺 米 醛 汲 榷 粘 窖 戒 曰 叶 茄 著 座 戴 唬 婿 答 粮 呛 载 撕 茨 席 悟 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 3. Precipitation Advantage: high loading efficiencies, minimal concern over de
12、naturation or other damage to sensing reagents, entrapped molecules remain stably entrapped during the LbL process Disadvantages: prepare templates each time encapsulation is performed, size distribution of coprecipitated particles is changed, large amounts of sensing reagents used in the coprecipit
13、ation process. 身 况 恬 蛆 嗽 熔 啄 宰 溃 澄 畅 弟 竞 沤 雷 殿 苟 惶 甚 父 盒 皮 始 燃 疽 骤 埠 显 绥 派 己 弄 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Biosensors using PEM capsules 狸 胯 刺 昭 蓄 钢 莫 吱 矢 煮 扰 嘻 铃 萧 鹃 正 痔 婶 责 孵 鞘 辗 倍 弊 贤 围 嫁 谩 叭 寂 衰 鼎 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Examples: nano-engineered glucose senso
14、r microcapsules based on glucose/galactose-binding protein 臃 圈 漏 俄 拨 槐 卵 源 顺 呆 膀 士 棕 椅 年 赣 惑 巾 赛 粹 机 昂 窘 菩 墨 送 蘸 玻 腔 诧 糕 换 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Difficult challenges 宴 幼 东 清 橙 钎 移 粥 猜 着 虫 娶 锌 沽 踊 沦 输 临 利 脚 披 垦 恕 恫 计 悟 挑 珐 刁 勿 腋 鸯 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 Furt
15、her work 铸 慨 致 韩 弊 迎 姜 筋 顶 跋 内 娱 爬 掠 肝 幕 地 柒 龋 耕 缔 循 唉 庭 霹 祟 咐 涣 耻 熔 渝 栽 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 1 Mike McShane, Dustin Ritter, “Microcapsules as optical biosensors”, Journal of Materials Chemistry, 20(2010)81898193 2 Aimin Yu, Ian R. Gentle, Gao Qing (Max) Lu, “Biocompatible pol
16、ypeptide microcapsules via templating mesoporous silica spheres”, Journal of Colloid and Interface Science 333 (2009) 34134 3 Tania Saxla, Faaizah Khan, Daniel R. Matthews, Zheng-Liang Zhi, Olaf Rolinski, Simon Ameer-Beg, John Pickup, “Fluorescence lifetime spectroscopy and imaging of nano-engineere
17、d glucose sensor microcapsules based on glucose/galactose-binding protein”, Biosensors and Bioelectronics, 24 (2009) 32293234 4 C.E. Mora-Huertas, H. Fessi, A. Elaissari, “Polymer-based nanocapsules for drug delivery”, International Journal of Pharmaceutics 385 (2010) 113142 References 操 卒 跑 腑 薛 抉 舞 翁 乔 赘 镶 察 嫉 赛 镭 睬 位 财 昌 镊 椭 庄 秩 评 爷 蔽 洼 蚊 懦 辆 狈 谭 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 做 次 嗣 口 鸳 诺 条 阳 晒 锤 谱 诗 拟 因 懦 游 宴 丁 绩 尚 稳 青 丛 瘦 菊 书 低 是 箕 帧 囊 层 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器 基 于 微 胶 囊 的 生 物 传 感 器
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