血管中的内皮细胞通常因血液流动,受到循环拉伸应力和动态剪切应力的机械刺激,并将这些物理刺激的力学信号转化为生物化学信号,这个过程即为内皮细胞机械力信号转导。血管内皮细胞受机械力刺激发生信号转导产生的代表性活性物质为活性氧(Reactive oxygen species,ROS),其释放量与血管内氧化还原稳态密切相关,在调节血管功能方面至关重要。过氧化氢(H_2O_2)分子作为ROS种类之一,不仅参与维持细胞的氧化还原稳态,而且作为第二信使影响细胞生长、增殖等生理过程,以及其他病理生理学过程,进而调节机体的生命活动。因此,高灵敏、定量监测内皮细胞机械力信号转确认细节导过程释放的H_2O_2水平,是了解其在病理、生理和生物Leber’s Hereditary Optic Neuropathy医学功能上关键的一步,可望为健康监测和疾病诊断提供理论指导。电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)是指电极表面的物质通过电子转移反应形成高能的激发态返回基态时放出光子的过程。因其高灵敏度、零光学JQ1背景、宽的动态检测范围、优异的可控性和抗电活性杂质干扰等优势,广泛应用于各种生物传感领域。目前,ECL传感器用于细胞H_2O_2的检测平台几乎全部是基于传统刚性电极构建的,难以实现机械力刺激细胞发生形变状态下释放信号分子的监测。因此,创新发展和构建柔性ECL传感器,使其可顺应细胞组织结构形变,进而直接从目标位置捕获各种生物信号,并有效地将其转换为可读出的光信号,从而实现内皮细胞机械力信号转导产生H_2O_2水平的高灵敏原位监测,具有十分重要的意义。基于此,本论文研究合成了Au-L012电化学发光纳米材料,与柔性电极基底结合制备了可拉伸ECL传感器,成功用于人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)机械力刺激信号转导过程中H_2O_2释放水平的监测。研究内容主要包括以下两个部分:(1)基于Au-L012纳米材料可拉伸电化学发光传感器的构建采用鲁米诺衍生物L012作为ECL发光体,通过简单的化学还原法,将氯金酸还原制备金纳米粒子的同时,实现L012功能化,制得Au-L012纳米材料(Au-L012 NSs);将其修饰至弹性金纳米管(Au nanotubes,Au NTs)/PDMS电极表面,构建了基于Au-L012纳米材料的可拉伸ECL电极。通过对结构和性能探究,证明该传感器具有优异的机械稳定性和良好的生物相容性,同时,由于H_2O_2可作为L012的特定共反应剂,使其具有高选择性的H_2O_2响应能力。(2)可拉伸ECL传感器监测HUVECs释放H_2O_2水平采用上述构建的传感器,对系列标准浓度H_2O_2溶液进行ECL信号响应测定,证明了Au-L012 NSs/Au NTs/PDMS传感器对H_2O_2良好的线性响应能力、高灵敏度和优异的稳定性。在此基础上,将HUVECs培养在传感器表面,细胞在其表面充分粘附并可随着电极的拉伸而同步形变,且在此过程中仍保持稳定的ECL响应能力;在外加刺激剂诱导和拉伸应力诱导两种不同条件下,监测了ECL响应情况,定量评估了拉伸不同幅度下细胞H_2O_2释放水平,实现了HUVECs受机械力刺激信号转导过程中H_2O_2的变化情况的检测,为细胞力学定向转导以及功能监测提供了技术支撑。