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在中樞神經系統中，神經信號分子在大腦功能調節中起著重要的信號傳遞作用。因此，開發高效的神經信號分子分析方法，對理解中樞神經系統中生理、病理過程的機制至關重要。  

在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，化學研究所活體分析院重點實驗室于萍課題組近年來在原理發展、方法建立及生理學應用方面展開了系統研究。針對活體分析化學研究中存在的關鍵科學問題，開展了一系列活體高效分析方法的研究。在前期的研究中，針對電化學傳感器的神經元兼容性，基于原電池原理的自發雙極化行為，設計了單根碳纖維驅動的電化學傳感器，實現了生理過程中化學信號和電信號的同步記錄 (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22652-22658)。針對非電化學活性分子的檢測，提出調控離子傳輸的腦化學測量新策略，發展了高時空分辨的微米管傳感原理和方法，為非電化學活性分子的活體分析提供了新的思路 (Chem. Sci. 2021, 12, 7369-7376; Anal. Chem. 2021, 93, 2942-2949; Anal. Chem. 2022, 94, 8187-8193)。 

近期，為了實現腦內低濃度神經遞質-多巴胺的基礎值測定，他們將碳纖維柵極與快速掃描電壓門控模式相結合，利用碳纖維電極的低電容特性，實現了高掃速下多巴胺的高靈敏檢測。針對傳統快掃伏安技術在測定多巴胺時需要扣背景的問題，利用晶體管的跨導系數作為傳感參數，不但實現了多巴胺的高靈敏和選擇性檢測，也使傳感器具有高的穩定性、重現性和抗背景干擾能力。同時，該傳感體系也可用于生理、病理模型中多巴胺變化規律的研究，如電刺激下多巴胺釋放動力學的實時監測等（圖1）。 相關研究結果發表于近期的Angew. Chem. Int. Ed. (2022, doi.org/10.1002/anie.202204134)。文章的第一作者為博士生李瑋琦，通訊作者是于萍研究員和毛蘭群教授。 

圖1. 快速電壓掃描門控的有機電化學晶體管多巴胺傳感器機制與鼠腦內多巴胺基礎值與電刺激下多巴胺釋放動力學的實時監測