最新Anal. Chem.：微电极传感器高选择性神经化学传感

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研究内容

神经化学物质的选择性和灵敏性对于解读大脑病理、生理学背后的大脑化学至关重要。柔性和多功能聚合物基纤维的最新发展已被证明可用于记录和调节神经活动，主要是电活动。

日本东北大学郭媛元实现了一种通用的方法，将适配体偶联微电极纤维传感器（apta-μFS）实现高灵敏度和高选择性神经化学传感。最终实现简单、无标记和灵敏的多巴胺（DA）检测，低至5 nM，对主要干扰物具有超高的特异性。我们成功地使用我们的apta-μFS选择性地监测了活体大脑中的DA。相关工作以“The Development of Aptamer-Coupled Microelectrode Fiber Sensors (apta-μFS) for Highly Selective Neurochemical Sensing”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1.作者首先利用简单而通用的方法，将适配体固定在基于纤维的微传感器（apta-μFS）上，用二茂铁（Fc）标记适配体，作为目标分子和适配体结合的电化学读数。

要点2.作者进一步证实apta-μFS可对DA进行灵敏的检测，实际检测低至5 nM。此外，这种apta-μFS对包括抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）在内的主要干扰物质表现出高特异性。此外，它可以区分具有相似结构的化学物质，如DA前体、左旋多巴（L-DOPA）；代谢产物-3，4-二羟基苯乙酸（DOPAC）以及类似的单胺类神经递质，肾上腺素（EPI）、去甲肾上腺素（NE）和血清素（5-HT）。

要点3.作者将将apta-μFS植入麻醉大鼠的大脑中，通过局部DA注射。结果显示，apta-μFS可以在复杂的体内环境中选择性地检测DA。此外，利用通用的热拉伸工艺，作者制作了微电子纤维工具集。在初步测试中，使用它们在电学和化学模式中靶向中边缘电路，能够监测电刺激的DA释放，并记录跨区域的电信号。

这种为纤维表面改性提供了一种通用的方法，可监测感兴趣的多种分子。

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研究图文

图1. apta-μFS的电化学表征。

图2.通过apta-μFS对电化学活性分子AA和UA进行选择性传感。

图3.apta-μFS对与DA结构相似的神经化学物质的特异性。

图4.apta-μFS检测的可逆性。

图5.apta-μFS对麻醉大鼠进行DA监测。

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文献详情

The Development of Aptamer-Coupled Microelectrode Fiber Sensors (apta-μFS) for Highly Selective Neurochemical Sensing

Tomoki Saizaki, Mahiro Kubo, Yuichi Sato, Hiroya Abe, Tomokazu Ohshiro, Hajime Mushiake, Fabien Sorin, Yuanyuan Guo*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05046