利用蛋白质工程、电化学传感和电子集成创建即时治疗传感器

摘要：即时传感器以其低成本和易用性在精准医疗中发挥着至关重要的作用，能够为个体提供快速结果。在这里，我们将传统的血糖仪转变为4-羟基他莫昔芬治疗生物传感器，其中4-羟基他莫昔芬调节由葡萄糖氧化产生的电信号。为了在葡萄糖氧化中编码4-羟基他莫昔芬信号，我们通过构建和筛选一个全面的蛋白质插入库，将雌激素受体-alpha的配体结合域引入吡咯喹啉醌依赖的葡萄糖脱氢酶。除了获得4-羟基他莫昔芬可调节的工程蛋白质外，这些结果揭示了二级和四级蛋白质结构在传递构象信号中的重要性。通过构建有效的生物电化学界面，我们以电信号的变化检测人血样本中的4-羟基他莫昔芬，并利用此开发电化学算法以解码来自葡萄糖的4-羟基他莫昔芬信号。为了满足即时使用的微型化和信号放大要求，我们利用葡萄糖氧化产生的能量来创建自供电传感器。我们还使用有机电化学晶体管放大4-羟基他莫昔芬信号，导致毫安级别的信号。我们的工作展示了一种广泛的跨学科方法，创建了一个利用蛋白质工程、电化学传感和电气工程最新创新的生物传感器。