原位自功能化应力传感器的设计与优化
软凝聚态物质
2025-10-22 v3 生物物理
化学物理
组织与器官
摘要
力学贡献是多种生物过程的关键调节因子，但由于当前技术的局限性，其体内测量仍然具有挑战性，这些技术可能具有破坏性或需要复杂的专用装置。本研究介绍了一种基于反相乳液合成生物相容性、自功能化应力传感器的新方法，该传感器可用于探测组织内部的应力，但也可通过特异性结合物呈递或药物递送局部扰动生物环境。我们为这些反相乳液设计了优化方案，重点在于平衡两个相互矛盾的约束：实现低表面张力以获得可变形性，同时保持乳液不稳定性以实现高效的自功能化和药物释放。在琼脂糖凝胶和复杂生物系统（包括脑类器官和斑马鱼胚胎）中的概念验证实验证实了液滴能够响应于组织内施加的机械应力而变形、自功能化并局部释放封装的分子。这些多功能传感器为活体生物组织内的非侵入性应力测量和靶向化学递送提供了一种方法，有潜力克服当前生物物理研究中的技术障碍。
引用
@article{arxiv.2507.05907,
title = {Design and optimization of in situ self-functionalizing stress sensors},
author = {Olga Vasiljevic and Nicolas Harmand and Antoine Hubert and Lydia Kebbal and Volker Bormuth and Clara Hayn and Jonathan Fouchard and Elie Wandersman and Marie Anne Breau and Lea-Laetitia Pontani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05907},
year = {2025}
}