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摘要实验目的<br>　　本论文致力于构建兼具骨组织细胞电刺激修复功能的过氧化氢和乳酸多功能生物传感器，实现对于骨骼肌疲劳性疾病如骨组织长期劳损、疲劳性骨折等疾病的诊断与治疗一体化。我们首先通过聚合增强边缘功能化球磨法、模板辅助电化学沉淀法等方法制备了具有高电化学活性的聚苯胺化石墨烯（PAG）纳米线阵列。然后在此基础上组装生物电极，实现对于过氧化氢（H2O2）和乳酸等组分的高灵敏度检测，并能通过电极的应用与电场的刺激，促进骨组织细胞如小鼠C2C12成肌细胞的成骨分化，有望实现骨骼肌疲劳性疾病的诊疗一体化治疗。<br>　　实验方法<br>　　利用简便高效、本课题组自主发明的聚合增强的边缘功能化球磨法一步制备纳米厚度的聚苯胺化石墨烯片，并使用拉曼光谱仪（Raman）、原子力显微镜（AFM）等进行理化性能表征。然后通过模板辅助电化学沉积法制备垂直排列的PAG纳米线阵列，并进一步组装成柔性生物电极，采用Raman、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等仪器进行性能表征。在高电化学活性的PAG纳米线阵列上构建无酶过氧化氢传感器，并通过循环伏安法（CV）、计时电流法（IT）等方法检测其传感性能。同时在PAG纳米线阵列上引入乳酸脱氢酶（LDH）构建乳酸传感器，通过SEM考察LDH在电极表面的吸附情况，并采用CV、IT等方法检测其传感性能。最后通过活死细胞染色法和CellCountingKit-8（CCK-8）法对PAG生物电极的生物相容性、以及基于PAG生物电极的电刺激对于小鼠C2C12成肌细胞的生物学性能影响进行评价。<br>　　实验结果<br>　　AFM和Raman结果表明我们合成了厚度为1-2nmPAG纳米片，SEM、FTIR等结果表明我们成功制备了垂直排列的PAG纳米线阵列和柔性生物电极。所制备的PAG纳米线电极由于含氮聚合物聚苯胺在石墨烯边缘的氮掺杂，和其独特的纳米线阵列结构，使得其表现了优异的电化学活性面积和电化学活性。在不引入任何生物酶的情况下，CV和IT结果证实，PAG纳米线阵列电极表现出了对过氧化氢（H2O2）良好的电化学响应特性。此外，SEM结果表明了LDH被成功固定于PAG纳米线电极表面，CV和IT结果表明所构建的酶电极对于乳酸具有良好的响应特性、优异的灵敏度和抗干扰能力。CCK-8和活死细胞染色结果表明PAG生物电极具有良好的生物相容性，有望作为植入性电极用于体内生物传感和细胞刺激再生。基于PAG生物电极的细胞电刺激结果表明，电刺激能够促进C2C12成骨分化的倾向，有利于损伤的骨组织修复与再生。<br>　　实验结论<br>　　本研究通过课题组自主发明的聚合增强的边缘功能化球磨法高效地制备了纳米尺寸的PAG片层结构，并通过模板辅助电化学沉积法将其组装成垂直排列的PAG纳米线阵列。该材料具有电化学活性面积大、电化学活性高、和生物相容性良好等优点，并进一步构建高性能的柔性生物电极，可用于实时监测过氧化氢与乳酸浓度，并同时能够用于促进C2C12成肌细胞的电刺激成骨分化，从而有望构建用于骨骼肌疲劳性疾病的新型诊疗一体化的医疗器件。