[发明专利]基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置和方法

权利要求书

1.一种基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，所述的细胞活性小分子连续监测装置为多层膜结构的中空柱，所述中空柱由内至外依次包括细胞贴附层、中空纤维膜、基础导电层和生物传感层；

通过溶液涂覆亲细胞材料于中空纤维膜内表面上形成所述的细胞贴附层；在中空纤维膜外表面过滤截留导电材料分散液形成所述基础导电层；在基础导电层外表面原位聚合或溶液涂覆生物传感材料并化学交联，形成所述的生物传感层；在所述的中空柱一端端口处涂覆导电凝胶引出电气连接接口，电气连接接口连接外部分析仪器；

所述的亲细胞材料为多聚赖氨酸、壳聚糖、水凝胶或聚乙二醇；

所述的生物传感材料为贵金属纳米粒子、金属氧化物、铁卟啉、含铁蛋白、普鲁士蓝、过氧化氢酶或辣根过氧化物酶；

所述细胞活性小分子连续监测装置用于对细胞代谢的活性小分子进行连续监测；所述活性小分子为ROS和/或RNS；

当监测的活性小分子为活性氮时，所述的生物传感材料为贵金属纳米粒子、金属氧化物、铁卟啉或含铁蛋白；

当监测的活性小分子为过氧化氢时，所述的生物传感材料为普鲁士蓝、过氧化氢酶或辣根过氧化氢酶。

2.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，所述的生物传感材料为含铁蛋白、过氧化氢酶或辣根过氧化氢酶时，所述的生物传感层与基础导电层之间设有催化增强层，通过电化学或化学原位还原的方法将催化增强材料沉积在基础导电层外表面上；所述的催化增强材料为金纳米粒子或银纳米粒子。

3.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，所述的生物传感材料为含铁蛋白、过氧化氢酶或辣根过氧化氢酶时，所述的生物传感层外设有保护层，通过溶液浸涂成膜方式在生物传感层外成膜；所述保护层的材料为壳聚糖、戊二醛或全氟磺酸树脂。

4.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，所述的中空纤维膜具有多孔结构，孔径为0.1-20μm，孔隙率为40-80％。

5.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，当监测的活性小分子为一氧化氮时，所述的生物传感材料为贵金属纳米粒子、金属氧化物或含铁蛋白。

6.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，所述的贵金属纳米粒子为金纳米粒子、铂纳米粒子或钯纳米粒子；所述金属氧化物为二氧化钌、二氧化铈或四氧化三钴；所述的含铁蛋白为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素C或鸟苷酸环化酶。

7.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测装置，其特征在于，当监测的活性小分子为过氧化亚硝酸离子时，所述生物传感材料为铁卟啉。

8.一种基于中空纤维膜的细胞活性小分子连续监测方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的细胞活性小分子连续监测装置对细胞代谢的活性小分子进行连续监测。