基于全固态离子选择性微电极的神经递质活体在线检测方法研究

In vivo detection of neurotransmitters can directly reflect the neural activity of the brain, which is a very important tool in the study of brain science. This project research a new method of detecting neurotransmitter based on all-solid state ion selective microelectrodes. The microelectrodes have high temporal and spatial resolution, and extremely high input impedance, which do not affect the normal physiological activities of nervous system. It makes up for the lack of existing detection methods...The project researches on all-solid state ion selective electrodes micro preparation technology. The electrodes use gold, platinum or carbon fiber electrode as substrate and conducting polymers as solid electrolyte. graphene is doped in solid electrolyte to increase conductivity and ion electron conversion ability. The formulation of the polymer sensitive membrane is optimized to enhance the sensitivity, detection limit and selective. Several neurotransmitters sensor will be developed, such as acetylcholine, dopamine and histamine. Experiments will be carried out to optimize the performance of the electrode and verify the practicality of the method...This project aims to develop a new method for neurotransmitters in vivo detection, which is a good tool for neuroscientists to research animal nervous behavior. It will provide a way of further understanding of the brain and promote continuous progress of the research on brain science.

神经递质的活体在线检测可以直接反映生命体大脑的神经活动，是脑科学研究中非常重要的手段。本项目提出一种基于全固态离子选择性微电极的神经递质检测新方法，具有高时间分辨率和高空间分辨率，且输入阻抗极高，不会干扰和影响检测对象神经系统的正常生理活动，弥补了现有检测方法的不足。. 本项目研究微型全固态离子选择性电极制备技术，以金丝、铂丝或碳纤维电极为基底，采用电聚合方法制备导电聚合物作为固态电解质，并尝试掺杂石墨烯提高固态电解质的导电性和离子-电子转换能力；优化基于离子载体的敏感膜配方，以增强电极的灵敏度、检测下限和选择性；分别研制用于检测乙酰胆碱、多巴胺和组胺等多种神经递质的电极，优化电极性能，通过动物实验验证该方法的可行性和实用性。. 本项目旨在研究一种新的神经递质活体在线检测方法，为神经科学家开展生命体神经行为研究提供新的技术手段，进一步深化对大脑的认识，促进脑科学研究的进步。

神经递质，作为神经元之间的化学信号分子，对于神经系统的信号传递发挥重要作用，与人的情绪和生理功能等密切相关。神经递质的检测，对研究脑科学、生理活动和精神疾病的治疗等具有重大的研究意义。全固态离子选择性电极，是一种将离子浓度信号转化为电信号输出的电位型传感器，在生物、化学和环境保护等学科领域均有广泛的应用。.本项目基于现有对神经递质的检测方法存在问题和离子选择性电极优势的基础上，确立了基于离子选择性电极的原理开发出可用于神经递质检测的离子选择性工作电极和参比电极的目标。通过对不同的制备工艺和电极参数的优化，成功研究出基于圆盘金电极、针状金丝和微型碳纤维为导电基底，PEDOT:PSS固态电解质层作为离子-电子转导层，含有不同中性离子载体的神经递质敏感膜的微型化全固态神经递质离子选择性电极，并对电极性能进行测试，从而实现对乙酰胆碱、多巴胺、组胺、苯乙胺等多种神经递质的检测；在此基础上，将传统液态商用参比电极进行微型化，制备出全固态微型化参比电极，构建了微型化全固态神经递质离子选择性电极检测体系和硬件系统，为神经递质的植入式在体检测提供一种可行的方法。