紐約大學坦登工程學院的研究人員領導的一個團隊發(fā)現了一種增強電化學微傳感器性能的新方法。這一發(fā)現有望在更低的濃度檢測出生物分子，例如多巴胺。相關研究成果發(fā)表在《生物傳感器與生物電子學》雜志上。

大腦中的多巴胺分子活動與動機、運動控制、強化和獎勵等重要功能有關。研究人員和臨床醫(yī)生一般通過碳制成的電化學微傳感器來監(jiān)測大腦中的神經遞質活動。

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

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。

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

他補充說：“與神經元細胞相比，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?！?/p>

該團隊的一項重要發(fā)現是，可以通過設計納米石墨碳的材料結構來調整傳感器性能。傳感器開發(fā)的詳細信息在《科學報告》上發(fā)表的先前發(fā)表的論文中進行了描述。

Shahrjerdi補充說：“我們在《科學報告》中的研究表明，如果降低工作電壓，傳感器的性能應保持不變，因為傳感器的性能由材料結構控制?！?/p>

但是，該團隊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多巴胺分子的輸出幅度。

這項研究的主要作者，紐約大學丹頓分校的紐約大學納米實驗室的博士生Edoardo Cuniberto解釋說：“我們最初以為測量值可能有問題。通過一年多的大量額外實驗和理論模擬，我們不僅證實了我們最初的觀察，而且我們還能夠解釋我們令人驚訝的觀察背后的物理學?！?/p>

研究人員通過將新的電壓相關現象與他們對材料結構進行工程設計的方法相結合，證明了傳感器具有創(chuàng)紀錄的性能。Shahrjerdi說：“我們很高興能探索我們的新傳感器技術在未來大腦研究中的前景。”
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