基于動態共價交聯水凝膠的電化學傳感器監測三維培養細胞釋放一氧化氮

白楊 劉雪嬌 熊涵之 周贇璠 陳旭 楊文勝

（北京化工大學，化工資源有效利用國家重點實驗室，北京 100029）

一氧化氮（NO）作為信號分子參與人體內多種生理和病理過程，與腫瘤的發生、轉移和擴散進程具有密不可分的關系[1]，因此，原位實時監測細胞釋放的NO 對揭示致病機理和開發治療藥物具有非常重要的意義。細胞釋放的NO 具有半衰期短、濃度低和反應活性高等特點，研究者已開發多種分析手段[2-5]用于檢測生物體系中的NO，其中，電化學法因具有成本低廉、操作簡單、性能穩定、分析響應快以及易于實現在體監測等優勢而被廣泛應用于監測細胞釋放的活性小分子[6-7]。目前，對細胞釋放NO 的監測研究主要是基于細胞在溶液中懸浮[8]或者基于二維（2D）細胞培養技術[9]。三維（3D）細胞培養能更大程度地模擬體內微環境，更真實地呈現細胞的狀態和功能[10]?；?D 細胞培養技術開發的NO 電化學檢測近年來開始出現，Qin 等[11]將軟骨細胞培養于表面固定了多肽-金納米管的3D 多孔聚二甲基硅氧烷支架上，并實現了拉伸刺激下對3D 培養軟骨細胞釋放NO 的實時監測。Hu 等[12]基于蠶繭衍生的分層多孔碳纖維網絡，設計了一種結合3D 細胞培養技術的NO 電化學傳感器。

在生物體內，細胞處于動態的微環境，即細胞在黏附和生長過程中，由于形態或體積的改變，會對其所在的微環境施加局部應力，促使周圍基質發生局部變形和重塑[13]。目前，已報道的用于開發電化學傳感器的3D 細胞培養支架還不能夠較好地模擬細胞微環境的動態特性，而基于動態共價鍵（包括硼酸酯鍵[14]、酰腙鍵[15]和亞胺鍵[16]等）能夠實現水凝膠的可逆斷裂和重組，進而模擬細胞所處的動態微環境，適應細胞所施加的局部應力，不影響也不限制細胞在3D 微環境中的形態改變[17]。

本研究以氧化海藻酸鈉（OSA）與酰肼聚乙二醇（PEG-DH）通過縮合反應生成酰腙鍵，制得能夠可逆斷裂和重建的動態OSA/PEG-DH 水凝膠網絡，實現了對細胞所處動態3D 微環境的模擬。OSA/PEG-DH動態共價交聯水凝膠為3D 細胞培養平臺，以MnTMPyP 為電化學傳感元件，制備OSA/MnTMPyP/PEG-DH水凝膠，基于此構建的電化學傳感器可以原位監測3D 培養的三陰性乳腺癌MDA-MB-231 細胞釋放的NO（圖1）。此傳感器在檢測NO 時具有較寬的響應范圍和較低的檢出限，其傳感界面受損后10 min 即可自愈合，實現了對NO 電流響應的及時恢復。

圖1 構建的電化學傳感器用于監測3D 培養OSA/MnTMPyP/PEG-DH 動態共價交聯水凝膠中的MDAMB-231 細胞釋放NO 的示意圖Fig.1 Schematic diagram of the electrochemical sensor for monitoring NO released by MDA-MB-231 cells 3D cultured in OSA/MnTMPyP/PEG-DH dynamic covalently crosslinking hydrogel

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

MCR 301 流變儀（奧地利安東帕公司）；SUPRA55 型掃描電子顯微鏡（德國蔡司公司）；TSC SP5 激光掃描共聚焦顯微鏡（德國徠卡儀器有限公司）；CHI660E 電化學工作站（上海辰華儀器有限公司）；Nano-ZS 粒度儀（英國Malvern 公司）；UVmini-1240 紫外-可見分光光度計（日本島津公司）。采用三電極體系：未修飾或修飾的GCE（直徑3 mm）為工作電極，鉑絲作為輔助電極，Ag/AgCl 電極為參比電極。

海藻酸鈉（Sodium alginate，SA，上海阿拉丁試劑有限公司）；酰肼聚乙二醇（2000 Da，96%，上海芃碩生物公司）；高碘酸鈉（NaIO4，北京百靈威試劑公司）；Mn（Ⅲ）內消旋四（N-甲基-4-吡啶基）卟啉五氯化物（MnTMPyP，85%，西格瑪奧德里奇貿易有限公司）；亞硝酸鈉（NaNO2，99%，上海麥克林生化科技有限公司）；其它試劑均為分析純。磷酸鹽緩沖溶液（PBS）采用NaH2PO4?2H2O 和Na2HPO4·12H2O 配制;實驗用水為去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 OSA及OSA/MnTMPyP/PEG-DH水凝膠的制備

將10 g SA 分散在50 mL 無水乙醇中，5.4 g NaIO4溶于50 mL 去離子水中，將二者混合，避光攪拌6 h后，通過加入與NaIO4等物質的量的乙二醇終止反應。攪拌1 h 后，加入20 g NaCl。加入200 mL 無水乙醇，抽濾，再用去離子水溶解沉淀，重復此操作步驟4 次，將制得的產物在40 ℃下真空干燥，得到OSA 固體。通過鹽酸羥胺滴定法測量OSA 的醛基含量[18]，測得制備的OSA 的氧化度約為50%。

取適量OSA 置于0.1 mol/L PBS（pH=7.4）中，超聲溶解，得到40 mg/mL OSA 溶液，采用相同方法制得80 mg/mL PEG-DH 溶液。將MnTMPyP 用去離子水溶解后，加入到OSA 溶液中超聲10 min，得到OSA/MnTMPyP 溶液。將等體積的PEG-DH 溶液與OSA/MnTMPyP 溶液超聲混合，靜置約1.5 h 后，得到OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠，MnTMPyP 在水凝膠中的濃度為0.5 mg/mL。將等體積的OSA 溶液和PEG-DH 溶液超聲混合，得到OSA/PEG-DH 水凝膠。

1.2.2 OSA/MnTMPyP/PEG-DH水凝膠修飾GCE的制備

GCE 依次用1、0.3 和0.05 μm 粒徑的Al2O3粉末進行拋光打磨，分別用去離子水、無水乙醇、去離子水超聲清洗3 次，將其置于氮氣氣氛下干燥，隨后用UV 照射對GCE 進行消毒殺菌。將6 μL OSA/MnTMPyP/PEG-DH 溶液滴加于GCE 表面上，待其成膠，得到OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE。采用相同方法制備OSA/PEG-DHHG/GCE。

1.2.3 NO標準溶液的制備

根據文獻[19]的方法制備飽和NO 溶液。在整套裝置中持續通入N240 min 后，進行NO 的制備。在4 mol/L NaNO2溶液中逐滴緩慢地加入2 mol/L H2SO4溶液，通過歧化反應生成NO 和NO2氣體，用4 mol/L NaOH 溶液對副產物NO2氣體進行吸收，最后用PBS 收集制備純化后的NO 氣體，室溫下，飽和NO 溶液的濃度為1.8 mmol/L，在4 ℃可避光保存3 h，現用現配。

1.2.4 3D細胞培養

MDA-MB-231 細胞購自湖南豐暉生物科技有限公司，采用含有10%胎牛血清、100 U/mL 青霉素和100 μg/mL 鏈霉素的L-15 培養基，于細胞培養箱內（37 ℃，100%空氣）培養。在PEG-DH 溶液中加入MDA-MB-231 細胞懸液后，得到含有細胞的80 mg/mL PEG 溶液，將OSA/MnTMPyP 溶液與含有細胞的PEG-DH 溶液等體積混合，取6 μL 混合溶液（6.7×105cells/mL）滴涂在GCE 上，于培養箱中靜置培養，使其在GCE 表面原位成膠，將其置于培養箱中進行3D 細胞培養，進行電化學測試。

1.2.5 電化學測試及原位監測細胞釋放的NO

在0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中添加不同濃度的NO，采用循環伏安（CV）和計時電流（i-t）法檢測修飾電極的電流響應。采用i-t法檢測OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠中3D 培養的MDA-MB-231 細胞釋放的NO，待電流信號穩定后，將佛波醇-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯（PMA）加入到電解液中，刺激MDA-MB-231細胞釋放NO。

2 結果與討論

2.1 材料表征

如圖2A 所示，將PEG-DH 溶液與OSA 溶液進行等體積混合，在生理pH 值和室溫條件下制得OSA/PEG-DH 水凝膠，制備反應機理見電子版文后支持信息圖S1。采用紅外光譜（FTIR）對制得的OSA 以及OSA/PEG-DH 水凝膠進行表征。如圖2B 所示。相較于曲線a，曲線b 在1735 cm–1處出現了一個新的吸收峰，歸屬于OSA 的醛羰基對稱振動吸收峰，在2860 cm–1處出現的吸收峰是另一個醛基特征峰（CO—H振動吸收峰），這表明成功制備了OSA[20]。曲線c 在3430 cm–1出現的寬吸收峰可歸屬于酰腙鍵上N—H的伸縮振動峰，曲線c 中不含有曲線b 的兩處醛基特征峰，進一步說明OSA 參與反應，生成了OSA/PEG-DH水凝膠，醛基消失，表明OSA/PEG-DH 水凝膠被成功制備；曲線c 在1624 cm–1處出現的吸收峰可能既包含了C=N 的吸收峰，又包含了C=O 的吸收峰。

圖2 （A）OSA/PEG-DH 水凝膠的制備過程照片；（B）海藻酸鈉（SA，a）、OSA（b）和OSA/PEG-DH 水凝膠（c）的傅里葉變換紅外光譜表征；（C）OSA/PEG-DH 水凝膠的自愈合過程照片；（D）采用應變掃描法測定OSA/PEG-DH 水凝膠的流變性能；（E）采用重復動態應變階躍測試測定OSA/PEG-DH 水凝膠的自愈合特性Fig.2 (A) Preparation of OSA/PEG-DH hydrogel;(B) Fourier transform infrared spectroscopy characterization of(a)sodium alginate(SA),(b)OSA and(c)OSA/PEG-DH hydrogel;(C)Photographs of the self-healing process of OSA/PEG-DH hydrogel;(D) Detection of rheological properties of OSA/MnTMPyP/PEG-DH hydrogel using a strain sweep and (E) Detection of self-healing properties of the OSA/MnTMPyP/PEG-DH hydrogel using repeated dynamic strain step tests

如圖2C 所示，通過目視觀察OSA/PEG-DH 水凝膠的自愈合過程。為了進一步表征OSA/PEG-DH 水凝膠的自愈合能力，先對OSA/PEG-DH 水凝膠進行固定頻率為1 rad/s 的應變掃描測試。如圖2D 所示，當應變為100%時，曲線出現交叉，表明在應變為100%時，水凝膠網絡開始被完全破壞，并轉化為溶膠態，即發生了溶膠-凝膠轉變[21]；當施加的應變超過100%時，G′′（損耗模量）>G′（儲能模量），表明凝膠已轉變為溶膠。根據圖2D 的測試結果，設置小應變為1%、大應變為600%，進行固定頻率為1 rad/s 的重復動態應變階躍測試。如圖2E 所示，當應變為1%時，G′>G′′，水凝膠呈現凝膠狀態；當應變增加到600%時，G′

OSA 的Zeta 電位為–54.4 mV，說明OSA 處于負電位的狀態，這可歸因于OSA 鏈中存在部分解離的羧酸基團，即—COO–；MnTMPyP 的Zeta 電位為4.8 mV，說明其處于正電位狀態（見電子版文后支持信息圖S2A）。因此，MnTMPyP 與OSA 通過靜電作用實現了非共價復合。在OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的紫外-可見吸收光譜（電子版文后支持信息圖S2B）中，MnTMPyP 溶液的光譜出現強Soret 帶（462.3 nm）和弱Q 帶（562.5 nm）[22]，OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的Soret 帶和Q 帶分別在463.1 和564.4 nm 處。OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠與MnTMPyP 溶液的紫外-可見吸收峰的位置幾乎完全重合，說明錳卟啉被成功復合在水凝膠中；與游離基卟啉相關的Soret 帶未發生藍移，說明復合水凝膠中MnTMPyP 的構型沒有發生改變[23]。將OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠冷凍干燥48 h 后，采用SEM 對其斷截面進行形貌表征（電子版文后支持信息圖S2C）。OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠呈現3D 網絡多孔結構，其孔徑在50～100 μm 之間，而細胞直徑通常在10～20 μm 之間，表明這種3D 網絡多孔結構能夠從空間上很好地容納細胞，并包容細胞在3D 空間內進行有利的生長黏附、營養物質的運輸和廢物代謝。采用能量色散（EDS）對OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠進行了元素分析（電子版文后支持信息圖S2D），Mn（MnTMPyP 的特征元素）的EDS 元素分布圖像表明，MnTMPyP 在OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠中均勻分布。為了證明MnTMPyP 能夠在水凝膠中穩定固定，對修飾OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的GCE進行了CV 測試（見電子版文后支持信息圖S3）。記錄了OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 在0.1 mol/L PBS 溶液（pH 7.0）中掃描1 圈（曲線a）和100 圈（曲線b）的循環伏安響應，可以觀察到CV 曲線幾乎沒有明顯變化，表明MnTMPyP 能夠被穩定固定在OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠中。

2.2 不同修飾電極的電化學表征及其對NO的電化學響應

測定了不同修飾電極在0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中的CV 響應（圖3A）。在–0.5～0.3 V 的電化學窗口下，MnTMPyP/GCE（曲線a）在–0.217 和–0.067 V 處出現了一對氧化還原峰，根據公式E0=（Epa+Epc）/2，計算MnTMPyP 的形式氧化還原電位為–0.142 V。OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 也表現出一對相似的氧化-還原峰，但其氧化-還原峰峰差比MnTMPyP/GCE 的氧化-還原峰峰差大34 mV，說明OSA/PEG-DH水凝膠對MnTMPyP 和GCE 之間的直接電子轉移存在影響。在OSA/PEG-DHHG/GCE 上僅檢測到了充電電流，這表明OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 在CV 圖中的氧化-還原峰來源于MnTMPyP 的活性中心，即Mn（Ⅲ）/Mn（Ⅱ）的還原和氧化[24]。

圖3 （A）MnTMPyP/GCE（a）、OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE（b）、OSA/PEG-DHHG/GCE（c）和GCE（d）在0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中的循環伏安（CV）圖，掃速為0.1 V/s；（B）OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE（a、b）和OSA/PEG-DHHG/GCE（c、d）在0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中加入30 μmol/L NO 前（a、c）后（b、d）的CV 圖，掃速為0.1 V/sFig.3 (A) Cyclic voltammetry (CV) characterization of (a) MnTMPyP/GCE,(b) OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE,(c)OSA/PEG-DHHG/GCE and(d)GCE in 0.1 mol/L PBS(pH 7.0),scan rate is 0.1 V/s;(B)CVs of OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE(a,b)and OSA/PEG-DHHG/GCE(c,d)in the absence(a,c)and presence(b,d)of 30 μmol/L NO in 0.1 mol/L PBS (pH 7.0),scan rate is 0.1 V/s

采用CV 法分析了NO 在不同修飾電極上的電化學響應。如圖3B 所示，未加入NO 時，OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 表現出典型的電容性行為（曲線a）；加入30 μmol/L NO 后，OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 在0.90 V 處出現了一個明顯的催化氧化峰（曲線b）。OSA/PEG-DHHG/GCE 對NO 無電化學響應（曲線d）。上述實驗結果表明，OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 對NO 的催化氧化活性主要來自MnTMPyP。

2.3 傳感器對NO的傳感性能研究

通過i-t法（應用電位為0.9 V）評估OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 對NO 的電化學傳感性能。如圖4A 所示，NO 的濃度在0.036～126 μmol/L 范圍內，電流響應隨NO 濃度增加而增大，線性回歸方程為y（μA）=0.073x（μmol/L）+0.121（R2=0.996）（圖4B），檢測NO 的靈敏度為1.03 μA·L/（μmol·cm2），檢出限為17 nmol/L（S/N=3）。

圖4 （A）傳感器在含有NO 的0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中的計時電流響應圖（工作電位為0.90 V）；（B）NO 電流響應與其濃度的線性關系曲線；（C）傳感器在0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中加入36 μmol/L NO前（a）后（b）的差分脈沖伏安（DPV）圖，修飾電極表面受到機械損傷后（c）和分別經過5 min（d）以及10 min（e）自愈合后檢測36 μmol/L NO 的DPV 曲線；（D）圖C 中峰電流和峰電位的變化曲線Fig.4 (A)Amperometric response of the sensor at 0.9 V in PBS(pH=7.0)containing different concentrations of NO;(B) Linear relationship between the current response of NO and logarithm of NO concentration;(C)Differential pulse voltammetry(DPV)diagram of the sensor in 0.1 mol/L PBS(pH 7.0)before(a)and after(b)addition of 36 μmol/L NO,the electrochemical response of the modified electrodes to 36 μmol/L NO after mechanical damage(c),and self-healing for 5 min(d)and 10 min(e);(D)The corresponding curve of changes in peak current and peak potential in Fig.4C

通過差分脈沖伏安法（DPV）表征OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 在檢測NO 時的自愈合性能。如圖4C 所示，傳感器對36 μmol/L NO 具有良好的電流響應（曲線b）。采用鋒利的刀片割劃水凝膠傳感器表面后，立即對損傷后的傳感器進行DPV 測試，發現其對36 μmol/L NO 的電流響應下降約22.4%（曲線c），與傳感界面損傷之前相比，峰電位正移0.04 V（圖4D）。將表面損傷后的傳感器放置在室溫下，不進行任何的外部干預，使其自愈合，5 min 后，傳感器對36 μmol/L NO 的電流響應恢復到受損前的85.9%（曲線d）；自愈合10 min 后，電流響應恢復到受損前的98.1%（曲線e），此時峰電位回到損傷前的位置。上述結果表明，傳感器的傳感界面在遭受損傷后能夠在短時間內快速恢復其對NO 的傳感能力。

通過i-t法（應用電位為0.9 V）考察了OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 的選擇性。18 μmol/L 干擾物質（Glu、Lys、H2O2、Cl–、CA、AA、NO3–及NO2–）的電流響應均小于18 μmol/L NO 電流響應的8.0%（電子版文后支持信息圖S4A），說明傳感器對NO 有很好的選擇性。OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE在4 ℃下保存72 h 后，傳感器的電流響應仍然保持在初始電流響應值的97.4%，表明此傳感器具有良好的穩定性（見電子版文后支持信息圖S4B）。在相同條件下制備的5 根OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE對9 μmol/L NO 的電流響應的相對標準偏差（RSD）為3.6%，表明電極的制備重現性良好。采用同一根OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE 對9 μmol/L NO 進行電化學檢測，5 次檢測結果的RSD 為2.0%，表明此傳感器具有優良的檢測重現性。

2.4 原位監測3D培養MDA-MB-231細胞釋放的NO

采用OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠模擬細胞所處的動態3D 微環境，通過激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）能觀察到水凝膠內的細胞簇分布在不同高度，其整體呈現3D 的分布狀態[25-26]（圖5A）。通過CCK-8 法評估OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的體外細胞毒性，發現3D 培養于水凝膠中的MDA-MB-231細胞經不同培養時間的細胞存活率均大于92%（電子版文后支持信息圖S5），證明此水凝膠具有良好的生物相容性。

圖5 （A）MDA-MB-231 細胞在水凝膠中的激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）圖像；（B）OSA/MnTMPyP/PEG-DH/cell HG/GCE（a）和OSA/MnTMPyP/PEG-DHHG/GCE（b）以及切割后的含有細胞的傳感器（c）在PBS（pH=7.0）中經佛波醇-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯（PMA）刺激得到的計時電流圖Fig.5 (A) Laser scanning confocal microscope (LSCM) image of MDA-MB-231 cells in hydrogel;(B) Amperometric responses of OSA/MnTMPyP/PEG-DH/cell HG/GCE (a),OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE(b) and the sensor containing cells after cutting in PBS (c) under stimulation with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)

通過檢測MDA-MB-231 細胞釋放的NO 考察所制備電化學傳感器的實時檢測性能。在1 mL PBS（pH=7.0）中，OSA/MnTMPyP/PEG-DH/cell HG/GCE 經PMA（1 μg/mL）刺激后產生的電流響應為434.4 nA（圖5B 中曲線a），而不含細胞的傳感器無任何電流響應，表明電流響應不是加入PMA 引起的，而是細胞經藥物刺激后釋放NO 導致的。為了考察在實際監測3D 培養細胞釋放NO 過程中傳感器的自愈合性能，將相同條件下制備的OSA/MnTMPyP/PEG-DH/MDA-MB-231cell HG/GCE 的表面進行切割后，置于PBS中進行i-t測試，600 s 后注射PMA（1 μg/mL），電流響應為421.7 nA（圖5B 中曲線c），為未經切割處理的電極所得電流響應的97.1%，表明傳感界面基本愈合。實驗結果表明，此傳感器能夠對受損界面進行自修復從而實現NO 電流響應的快速恢復。基于動態共價交聯水凝膠所構建的電化學傳感器不僅能夠模擬細胞生長所需要的動態微環境，而且傳感界面因具有優異的自愈合性，能夠修復外界潛在的機械損傷。

3 結論

本研究制備了OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠，基于此構建了電化學傳感平臺，實現了原位監測3D培養的MDA-MB-231 細胞釋放的NO。OSA/PEG-DH 水凝膠通過動態酰腙鍵實現可逆的斷裂和重組，模擬細胞所處的動態微環鏡。MnTMPyP 作為傳感器的敏感元件，通過對NO 的電催化氧化實現了對NO 濃度的定量分析。傳感器對NO 的檢測靈敏度為1.03 μA·L/（μmol·cm2），檢出限為17 nmol/L（S/N=3），損傷后的傳感界面對NO 的電流響應能及時恢復。本研究為模擬細胞動態微環境以及監測細胞行為等研究奠定了基礎。

支持信息

Supporting Information

圖S1 OSA/PEG-DH 水凝膠的制備機制Fig.S1 Schematic diagram of the gelation mechanism of OSA/PEG-DH hydrogel

圖S2 （A）OSA 和MnTMPyP 的Zeta 電位表征；（B）（a）MnTMPyP 水溶液和（b）含MnTMPyP 水凝膠的紫外吸收光譜；（C）OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的SEM 和（D）元素分布圖Fig.S2 (A) Zeta potentials of OSA and MnTMPyP;(B) UV-visible absorbance spectrums of (a) MnTMPyP in Milli-Q water and (b) OSA/MnTMPyP/PEG-DH hydrogel;(C) SEM image and (D) corresponding EDS mappings of OSA/MnTMPyP/PEG-DH hydrogel

圖S3 OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE 中在 0.1 mol/L PBS（pH 7.0）中的 CV 曲線（a）及連續掃描100 個循環之后的CV 曲線（b），掃速為0.1 V/sFig.S3 CVs obtained at the OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE in 0.1 mol/L PBS (pH 7.0) before (a) and after (b)continuous scanned for 100 cycles,scan rate of 0.1 V/s

圖S4 （A）OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE 的選擇性實驗：在 0.1mol/L PBS（pH 7.0）中，修飾電極對18 μmol/L 的NO 和其他18 μmol/L 干擾物質的電流響應；（B）OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE 的穩定性實驗結果Fig.S4 (A) Interference test of OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE: the current response upon 18 μmol/L NO and 18 μmol/L different interferents in 0.1 mol/L PBS (pH 7.0);(B) Storage stability of OSA/MnTMPyP/PEG-DH HG/GCE

圖S5 OSA/MnTMPyP/PEG-DH 水凝膠的細胞毒性實驗Fig.S5 Cytotoxicity test of OSA/MnTMPyP/PEG-DH hydrogel

表S1 不同電化學傳感器檢測細胞釋放NO 的性能比較Table S1 Comparison of selected electrochemical sensors for NO detection released from cells.

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