近日，杭州师范大学医学院谢恬教授、陈大竞教授在生物医学一区杂志Biosensors and Bioelectronics （2019 IF：9.518）上发表论文“In-situ monitoring of glucose metabolism in cancer cell microenvironment based on hollow fiber structure”。研究针对目前抗肿瘤药物筛选的共性问题，从基础需求牵引出发结合材料科学、分析化学与细胞生物学的前沿技术开展了肿瘤代谢微环境的监测，充分利用了多孔微纳环境的通道特性和孔洞特性组合利用功能材料，实现了肿瘤代谢微环境中葡萄糖浓度的长期稳定监测，进一步推动了生物传感在药物筛选领域的应用。

  葡萄糖是细胞生长过程中最基本的能量来源，直接参与细胞代谢。大量的研究报道中指出，肿瘤细胞有别于正常细胞在于其异常的代谢模式，体现在即使在氧气充足情况下，肿瘤细胞也更加倾向于利用糖酵解途径获取能量，葡萄糖的消耗成为评价细胞生长代谢的重要参数之一。如何精准快速地测定肿瘤细胞代谢速率是揭示细胞生理状态和药物效用的关键性问题。

      本团队基于中空纤维管三维孔洞结构构建并开发了细胞培养与葡萄糖检测于一体的生物电化学传感系统。通过层层组装在中空纤维管内壁构建了碳纳米管-普鲁士蓝-葡萄糖氧化酶的电化学测结构；其后在中空纤维管外壁进行细胞培养，利用纤维管多孔管壁实现细胞生长与电化学检测区域隔离，减少了持续电流对细胞生长的影响，同时也增强酶电极的工作稳定性。在电化学生物传感系统上实现原位细胞培养和药物作用，通过电化学工作站测得的酶促反应电流信号获取葡萄糖浓度变化，具有良好的选择性和测量线性范围（0~32mM）。在细胞药物实验中，构建的细胞培养与代谢微环境原位检测系统对肺癌细胞加药过程进行了实际测试，实现了培养全周期的代谢环境精准监测，证实了该系统在细胞培养和代谢环境连续测试中的可行性，有望进一步应用于药物筛选和细胞代谢研究。

        论文的第一作者为杭州师范大学医学院2017级硕士研究生马珍；通讯作者为杭州师范大学谢恬教授、陈大竞教授，合作单位为浙江大学高分子科学与工程学系、浙江大学生物医学工程学系。该项工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。