葡萄糖是细胞生长过程中最基本的能量来源，直接参与细胞代谢氧化生成腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）。肿瘤细胞的代谢途径异于正常细胞，即使在氧气充足情况下肿瘤细胞也更加倾向于通过糖酵解途径代谢，造成了肿瘤细胞大量消耗周边环境中的葡萄糖等养分。
对肿瘤代谢过程的监控是深入理解肿瘤生长机理、药物抑制作用的重要方法之一，为传统的细胞生物学方法提供新的研究切入点。如何在细胞培养原位连续检测肿瘤代谢微环境的连续参数变化对生物传感器的制备提出了极大的挑战。
本团队基于聚砜梯度中空纤维膜构建了集细胞培养与原位电化学检测集于一体的生物电化学传感系统。首先在中空纤维膜内壁层层组装纳米碳管-普鲁士蓝-酶的复合电化学传感结构，然后在较为致密的中空纤维膜外壁进行细胞贴壁培养。
利用中空纤维膜的内外表面实现细胞生长与电化学检测区域隔离，避免细胞与电极直接接触，减少电流对细胞生长的影响，同时代谢物质通过多孔膜管壁实现内外环境平衡，以实现长期电化学监测。多孔结构增强了酶电极的稳定性，并且通过引入普鲁士蓝层消耗催化反应产生的H2O2，减少长期监测中H2O2的蓄积。
构建的细胞培养与葡萄糖检测系统通过对肺癌细胞生长加药进行实际监测，初步证实了膜电极在细胞培养和细胞代谢环境中葡萄糖物质连续检测中的可行性，将进一步深入应用于药物筛选和细胞代谢研究。
相关成果以“In-situ monitoring of glucose metabolism in cancer cell microenvironment based on hollow fiber structure”为题发表在高水平期刊Biosensors and Bioelectronics（IF=9.518）。
论文的第一作者为杭州师范大学药学院硕士研究生马珍；论文指导老师为杭州师范大学医学院陈大竞教授、谢恬教授以及浙江大学高分子科学与工程学系黄小军副教授。该项工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。
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