DOI: 10.1016/j.jcis.2021.01.034
到目前為止，人們對于超分子凝膠的自愈合機理和生物電化學界面性質還知之甚少。在此背景下，作者提出了一個本構“纖維重組”模型，以揭示一系列核-殼結構鳥嘌呤核苷-硼酸鹽（GB）水凝膠的自愈合機制，并強調由超分子聚合物尺度的纖維間相互作用（G-quadruplex納米線）驅動了GB水凝膠的自愈合過程。結構電化學傳感性能研究表明，具有較強生物分子親和力的GB水凝膠納米纖維（例如-SH修飾GB水凝膠（GB-SH））在對腫瘤標志物甲胎蛋白傳感方面顯示出較高的響應靈敏度和較低的檢測限（AFP；0.076 pg mL-1）。具有優異電導率和氧化還原活性的鳥嘌呤核苷/二茂鐵硼酸（GB-Fc）水凝膠納米纖維顯示出最寬的AFP線性檢測范圍（0.0005-100 ng mL-1）。GB水凝膠的結構與性能的相關性為將來設計先進的自愈合材料和電化學生物傳感器提供了有益的啟示。
圖1.PB-SH的合成步驟。
圖2.（a）GB-SH水凝膠的SEM圖像和照片（插圖）。展示了GB-SH水凝膠的（b）自愈合能力和（c）可注射能力。添加染料進行觀察。（d）GB-SH水凝膠的觸變性試驗。不同鳥嘌呤核苷-硼酸鹽（GB）水凝膠的流變學（e）應變掃描，（f）頻率掃描和（g）動態振蕩掃描。G’是閉合符號，而G”是開放符號。
圖3.（a）在KOH/D2O溶液中的G以及GB-SH水凝膠的1H NMR光譜。（b）PB-SH粉末、在KOH水溶液中的PB-SH和GB-SH水凝膠的11B NMR光譜。（c）2％w/v GB-SH水凝膠的CD光譜。（d）GB-SH干凝膠的小角XRD（插圖）和廣角XRD圖。
圖4.鳥嘌呤核苷-硼酸鹽水凝膠的自組裝和自愈合機理示意圖。
圖5.用于檢測AFP的水凝膠基電化學適體傳感器的制備過程示意圖。
圖6.逐步修飾電極在[Fe（CN）6]3-/4-電解質中的EIS圖：（a）GB-G，（b）GB-SH，（c）GB-Fc和（d）GB-Chx生物傳感器。（a-d）黑線：裸金電極（AE）；紅線：水凝膠修飾金電極（Gel/AE）；綠線：適體吸附金電極（Apt/Gel/AE），藍線：AFP識別金電極（AFP/Apt/Gel/AE）。（e）在每個修飾步驟之后，不同生物傳感器的ΔRct值。（f）不同生物傳感器的ΔRct，3和ΔRct，2之間的關系。
圖7.（a）GB-SH和（c）GB-Fc傳感器對不同濃度AFP的EIS響應。（b）GB-SH和（d）GB-Fc傳感器的ΔRct，3值對AFP濃度的依賴性。插圖：校準曲線的線性部分。（e）不同傳感器的ΔRct，3值與LODs之間的關系。（f）用于檢測AFP（0.0001 ng mL-1）的GB-SH適體傳感器的穩定性。誤差棒表示從至少三個獨立樣本中收集的數據的標準偏差。
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