DOI:10.1038/s41598-020-75906-9
通過靜電紡絲制備的微纖維和納米纖維（NF）水凝膠在水合條件下通常表現出顯著的高孔隙率和比表面積。但是，通過靜電紡絲制備的NFs的高結晶度限制了其透明性。該研究制備了與反向離子電滲電極接觸的透明聚乙烯醇/β環糊精聚合物NF水凝膠，以開發出一種間質液葡萄糖水平約為1mM的無創連續型監測生物傳感器平臺。所設計的PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NF水凝膠具有柔性、生物相容性、出色的吸收性（去離子水：21.9±1.9，PBS：41.91±3.4）和良好的力學性能（干燥：12.1MPa，濕潤：5.33MPa），酶活性高達76.3％。由于PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NF水凝膠的獨特性能，例如對生物基質的高滲透性和快速的電子轉移，該生物傳感器在寬線性范圍內顯示出優異的傳感性能、高靈敏度（47.2μA mM-1）、低檢測限（0.01mM）和快速響應時間（<15s）。結果表明，PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NF水凝膠貼片傳感器可以測定人體血清中的葡萄糖濃度，在未來臨床應用中具有廣闊的前景。
圖1.（a）在電極上使用PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NF水凝膠貼片型葡萄糖傳感器的示意圖，以及用于無創實時監測汗液中葡萄糖的葡萄糖傳感機制。（b）制備用于靜電紡絲的PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs復合溶液的示意圖。（c）透明PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs納米纖維水凝膠的制備工藝（包含光學和SEM圖像）。
圖2.（a）PVA，β-CD，BTCA，PVA/BTCA，PVA/BTCA/β-CD，PVA/BTCA/GOx，PVA/BTCA/β-CD/GOx和PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NFs的FT-IR光譜和（b）XRD。不同官能團的拉伸和彎曲模式分別由γ和δ表示。
圖3.（a）PVA/BTCA，（b）PVA/BTCA/β-CD，（c）PVA/BTCA/GOx，（d）PVA/BTCA/β-CD/GOx，（e）PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs水凝膠NFs的SEM顯微照片，（f）每個樣品的平均直徑，以及（g）PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NFs中碳（黃色），氧（綠色）和金（紅色）元素分散體的元素映射。
圖4.（a）PVA/BTCA，（b）PVA/BTCA/β-CD，（c）PVA/BTCA/GOx，（d）PVA/BTCA/β-CD/GOx和（e）PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs的C1s XPS光譜。
圖5.PVA/BTCA，PVA/BTCA/β-CD，PVA/BTCA/GOx，PVA/BTCA/β-CD/GOx和PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs水凝膠NF的拉伸應力-應變曲線：（a）處于干燥狀態，（b）處于水合狀態。（c）蒸餾水的吸收率，和（d）PBS溶液的吸收率。
圖6.熱處理后使用葡萄糖氧化酶活性試劑盒和紫外可見光譜分析（a）PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs，（b）PVA/BTCA/β-CD/GOx和（c）PVA/BTCA/GOx水凝膠NFs的酶活性。GOx活性試劑盒通過D-葡萄糖氧化并與探針反應生成過氧化氫（H2O2），從而產生GOx的比色（535-570nm）產物，（d）在570nm波長處的吸光度，這是每個樣品的最大吸光度。
圖7.（a）用PBS（pH7.4）水合PVA/BTCA，PVA/BTCA/β-CD，PVA/BTCA/GOx，PVA/BTCA/β-CD/GOx和PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs水凝膠NFs的CVs，掃描速率：0.1 V s-1；（b）貼片型水合PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs水凝膠NFs的三電極測定；（c）在變化的D-葡萄糖吸收濃度（0.1-0.5mM）下，PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs的CVs，pH7.4和25℃，掃描速率：0.1 V s-1。在PVA/BTCA/GOx（d），PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs（e），PVA/BTCA/β-CD/GOx（f）上以-0.2V（vs.Ag/AgCl）連續添加D-葡萄糖（0.1-0.5mM）的電流響應。插圖（e）顯示了穩態電流與D-葡萄糖濃度函數關系的校準曲線。
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