電化學(xué)微傳感器可以實(shí)時(shí)研究大腦中的血清素動(dòng)力學(xué)

血清素失調(diào)在許多精神疾病中起作用，包括嚴(yán)重的抑郁癥和焦慮癥。在Angewandte Chemie雜志上，一個(gè)研究小組現(xiàn)在推出了一種可植入的電化學(xué)微傳感器，可以實(shí)時(shí)研究大腦中的血清素動(dòng)力學(xué)。與以前的傳感器相比，這些傳感器不會(huì)因血清素氧化產(chǎn)物的沉積而失活，因?yàn)闇y量是在沒有電流的情況下進(jìn)行的。

血清素，也被稱為“快樂荷爾蒙”，是我們最重要的神經(jīng)遞質(zhì)之一，調(diào)節(jié)我們大腦中的許多過程，尤其是我們的感覺，還有食欲、記憶和睡眠。在分子水平上更好地了解這些過程可以改善精神疾病的診斷和治療。以前的電化學(xué)方法使用微電極，血清素在微電極上被直接氧化，并測量產(chǎn)生的電流。然而，由此產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物聚合，粘附在電極表面(污垢)，并迅速使傳感器失活(30 分鐘內(nèi)信號損失約 90%)。

北京師范大學(xué)和中國科學(xué)院(中國北京)的姜穎和毛蘭群領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出一種血清素傳感器，即使在長期實(shí)驗(yàn)中也能提供極其穩(wěn)定的信號，因?yàn)閹缀鯖]有血清素引起的污染低聚物發(fā)生。該方法基于電流氧化還原電位法 (GRP)，這是一種零電流技術(shù)。

傳感器的核心是一個(gè)微小的雙極電極，可以簡單地描述為一根棒，一端伸入被測液體中，另一端則處于電解質(zhì)溶液中，其電化學(xué)特性可根據(jù)分析物分子進(jìn)行精確調(diào)整。電接觸僅通過電解質(zhì)溶液建立。在電極的一端，處于不同電荷狀態(tài)的電解質(zhì)離子之間建立了電化學(xué)平衡(在這種情況下：IrCl 6 2– /IrCl 6 3–)，另一方面，血清素與其氧化形式之間存在平衡。通過使用測量電壓的裝置，可以測量相對于參考電極自發(fā)建立的電位差。這種差異取決于血清素濃度。因?yàn)橹粶y量電壓而沒有電流流動(dòng)，所以幾乎沒有低聚血清素產(chǎn)物的沉積?？梢栽诤軐挼臐舛确秶鷥?nèi)和很長一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行定量測量。

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