电化学方法具有响应速度快、灵敏度高、操作简便等优点,在实时原位监测活细胞信号分子释放方面极具应用前景。目前研究人员已运用多种电化学传感器在细胞监测方面取得了显著进展。通常,可采用微操作系统将一维（1D）电化学传感器（如单根微米电极或纳米电极）靠近或插入平面基底上的细胞进行单细胞或亚细胞实时监测;或者将细胞直接黏附或培养在二维（2D）电化学传感器（平面电极）表面,实现单细胞或群体细胞监测。然而,上述条件下细胞均被培养在2D基底上,很难反映细胞在三维微环境下的本质特征。因此需要构建一个兼具3D细胞培养和电化学监测功能的集成平台。然而,同时具有良好导电性能和生物相容性的3D材料却鲜见报道。为了构建三维导电支架,研究人员开发了一系列诸如壳聚糖、聚己内酯、聚乙醇酸、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等3D细胞培养支架用于模拟体内3D微环境,这些材料在3D细胞培养、增殖、分化及组织工程、基因治疗等领域得到了广泛的研究及应用。但这些3D支架大多为绝缘材料,这限制了其在电化学传感方面的应用。因此通过导电材料修饰,赋予3D绝缘培养支架电化学检测性能将是最有效的解决途径。针对以上问题,本文旨在通过导电聚合物涂层修饰使三维绝缘培养支架具有电化学性能,同时赋予其生物相容性,由此构建了兼具生物相容性及电化学性能的复合3D电化学传感器,用于细胞检测。主要研究内容包括以下两部分:1.我们以3D PDMS为支架,选用聚3,4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）进行导电层涂布,赋予3D PDMS绝缘支架优良的导电性,并进一步在其表面沉积铂纳米颗粒（Pt NPs）提升材料的电化学性能,构建了兼具生物相容性及电化学性能的复合3D电化学传感器。该传感器对H2O2具有响应速度快,灵敏度高、检出限低等优势,同时细胞可在其表面长期培养、增殖并保持较高活力。我们将细胞培养在该骨架表面,实现了3D电化学传感器表面细胞在药物双硫仑-铜络合物（DSF-Cu）刺激下活性氧释放的实时监测。2.为进一步将该3D电化学传感器应用于柔性、可拉伸器件,我们运用双三氟甲烷磺酰亚胺锂对PEDOT进行改性,构建了电化学性能优异的可拉伸3D电化学传感器。该3D电化学传感器对NO具有响应速度快、灵敏度高、检出限低等优势,可望用于细胞三维微环境的构建及机械形变下的电化学检测。总的来说,我们提出一种通用的策略,通过简单的导电聚合物涂层修饰,使三维绝缘培养支架兼具优良的电化学性能和良好的生物相容性,利用该传感器我们实现了3D电极表面细胞在药物双硫仑-铜络合物（DSF-Cu）刺激下活性氧释放的实时监测。另外,我们进一步对该三维电化学传感器进行改性,使其具有良好的可拉伸性能,从而扩展了这种可拉伸支架在细胞实时电化学监测中的应用前景。