紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種增強(qiáng)電化學(xué)微傳感器性能的新方法。這一發(fā)現(xiàn)有望在更低的濃度檢測(cè)出生物分子，例如多巴胺。相關(guān)研究成果發(fā)表在《生物傳感器與生物電子學(xué)》雜志上。

大腦中的多巴胺分子活動(dòng)與動(dòng)機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制、強(qiáng)化和獎(jiǎng)勵(lì)等重要功能有關(guān)。研究人員和臨床醫(yī)生一般通過碳制成的電化學(xué)微傳感器來監(jiān)測(cè)大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)。

但是，由于它們的靈敏度有限，現(xiàn)有的微傳感器只能檢測(cè)多巴胺水平的大變化，而且一次也只能從大腦的一個(gè)位置進(jìn)行記錄。

為了支持大腦中多巴胺活性的多部位定位，NYU Tandon研究小組最近開發(fā)了一種使用碳納米材料（稱為納米石墨碳）的平面微傳感器。

這項(xiàng)研究的主要研究人員，電子和計(jì)算機(jī)工程副教授達(dá)沃德·沙赫爾迪（Davood Shahrjerdi）表示：“我們使用納米制造技術(shù)，類似于在消費(fèi)電子產(chǎn)品中用于構(gòu)建芯片的技術(shù)，以創(chuàng)建許多平面電化學(xué)微型傳感器的陣列。”

他補(bǔ)充說：“與神經(jīng)元細(xì)胞相比，我們的傳感器很小，并且可以相互靠近包裝，以獲得更高的空間分辨率的記錄。”

該團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)是，可以通過設(shè)計(jì)納米石墨碳的材料結(jié)構(gòu)來調(diào)整傳感器性能。傳感器開發(fā)的詳細(xì)信息在《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表的先前發(fā)表的論文中進(jìn)行了描述。

Shahrjerdi補(bǔ)充說：“我們?cè)凇犊茖W(xué)報(bào)告》中的研究表明，如果降低工作電壓，傳感器的性能應(yīng)保持不變，因?yàn)閭鞲衅鞯男阅苡刹牧辖Y(jié)構(gòu)控制。”

但是，該團(tuán)隊(duì)做出了令人驚訝的觀察，即通過降低操作電壓來增加傳感器對(duì)多巴胺分子的輸出幅度。

這項(xiàng)研究的主要作者，紐約大學(xué)丹頓分校的紐約大學(xué)納米實(shí)驗(yàn)室的博士生Edoardo Cuniberto解釋說：“我們最初以為測(cè)量值可能有問題。通過一年多的大量額外實(shí)驗(yàn)和理論模擬，我們不僅證實(shí)了我們最初的觀察，而且我們還能夠解釋我們令人驚訝的觀察背后的物理學(xué)。”

研究人員通過將新的電壓相關(guān)現(xiàn)象與他們對(duì)材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的方法相結(jié)合，證明了傳感器具有創(chuàng)紀(jì)錄的性能。Shahrjerdi說：“我們很高興能探索我們的新傳感器技術(shù)在未來大腦研究中的前景。”
編輯：lyn