多巴胺（DA）是重要的儿茶酚胺类神经递质，其水平异常与帕金森病等神经疾病密切相关。电化学传感为DA检测提供了快速、低成本平台，但常受抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）等共存生物分子干扰。本研究报道了一种基于PdMo双金属烯（PdMo bimetallene）的电化学生物传感器。PdMo双金属烯通过简便湿化学法合成，具有高曲率、原子级薄二...
本文提出一种优化合成方法，将废弃咖啡渣转化为可控、均匀的分级多孔碳材料，用于快速扫描循环伏安（FSCV）神经递质检测。虽然生物废物衍生多孔碳已广泛用于低成本储能，但其在生物传感中的应用尚未被探索。作者通过化学活化制备咖啡渣衍生多孔碳（WCG-PC），形成多空隙、分级多孔结构，并针对孔隙均匀性和电化学检测性能进行优化。将该材料浸涂于碳...
神经递质释放研究有助于理解神经系统疾病及治疗策略。血清素（5-HT）在神经精神疾病发生中起关键作用。快速扫描循环伏安法（FSCV）可借助碳纤维微电极（CFME）在亚秒时间尺度检测神经化学物，但植入后慢性稳定性差和生物污损，即干扰蛋白在电极表面吸附，限制了其在生理环境中的应用。作者近期开发了一种独立式、全金刚石硼掺杂金刚石微电极（BD...
神经元细胞与生物材料界面是实现神经活动实时感知、传递和操控的关键，也是科学家长期追求并近期受到高度关注的研究方向。开发具有极高灵敏度和优异选择性的传感器以实时监测单活细胞中神经递质转运具有重要意义。电极法、光遗传和纳米线穿膜系统已用于监测神经活动，但其生物相容性仍具挑战。蛋白纳米孔具有膜相容性和孔道可调性，可为 DNA、RNA、肽和...
γ-氨基丁酸（GABA）是哺乳动物中枢神经系统的主要抑制性神经递质，与多种神经系统疾病相关，并在正常神经元活动、信息处理、突触可塑性及神经网络同步中发挥关键作用。目前微透析被广泛用于监测 GABA 水平，但其时间分辨率和空间分辨率有限。电化学传感器用于神经递质测量时具有更高的时间分辨率和空间分辨率，可克服上述局限。本文采用低成本、简...
溶质结合蛋白（SBP）在配体结合亲和力、热稳定性与构象变化之间形成平衡，可用于小分子运输、传感与趋化。尽管SBP的配体诱导构象变化使其适合作为生物传感器元件，但对其进行蛋白质工程改造难度较大。本研究通过理性设计与计算设计，将一种D-丙氨酸特异性SBP改造为对信号分子D-丝氨酸具有选择性的荧光传感器D-serFS。该传感器通过结合位点...
5-羟色胺（5-HT）是调节情绪、食欲、睡眠、学习与记忆的重要单胺类神经递质，也在外周组织中参与胃肠运动、血管收缩和胰岛素分泌等过程。为在活体系统中高时空分辨监测 5-HT 动态，作者基于软蜱 Argas monolakensis 的 5-HT 结合脂钙蛋白 AM182，通过结构引导将循环置换绿色荧光蛋白 cpGFP 插入其 loo...
为提高单分散金纳米颗粒（Au NPs）的合成水平，本文采用种子介导生长法制备了可用于表面增强拉曼散射（SERS）应用的球形 Au NPs。通过调节金纳米种子用量，可控制其局域表面等离子体共振（LSPR）吸收峰；并比较了磁力搅拌与超声浴两种制备方式，研究超声时间对粒径和形貌的影响。该方法简单、温和、可在室温下进行，利用超声能量调控颗粒...
谷氨酸是脑和脊髓中最丰富的兴奋性神经递质之一，其细胞外浓度变化与学习记忆、神经能量代谢及多种神经系统疾病密切相关。现有微透析、磁共振波谱和正电子发射断层扫描等方法时空分辨率有限，难以捕捉快速瞬态谷氨酸释放。电化学酶传感器可提供秒级甚至亚秒级时间分辨率，是连续监测细胞外谷氨酸的有前景方案。本文报道一种更简单、低成本的活性炭-铂微粒（C...
对大脑疾病进行化学诊断极具挑战，因此，设计并优化能够直接检测与神经疾病相关的化学生物标志物的工具，以改善诊断和治疗，受到极大关注。能够监测脑内化学物质、尤其是神经递质的工具，需要具备生物相容性，具有高的时空分辨率，并确保高选择性和灵敏度。近年来电化学方法的进展正在满足这些要求；由此得到的器件在体内神经递质检测中展现出巨大前景。尽管这...
本文报道了一种用于活细胞中痕量单胺类神经递质去甲肾上腺素（noradrenaline, NA）电化学检测的传感器。作者设计了基于碳、氮掺杂氧化镍西兰花状层级结构（C-, N-doped NiO broccoli-like hierarchy, CNNB）的 NA 电极传感系统。CNNB 具有球形西兰花头状伞形结构和纳米管排列，C-N...
阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病与多巴胺等神经递质水平异常密切相关，因此高灵敏、高选择性地检测多巴胺具有重要意义。传统金、铂电极在低浓度多巴胺检测中存在灵敏度和线性不足的问题。本研究首次采用电化学沉积法，在氧化铟锡（ITO）电极表面先沉积银纳米颗粒（SNP），再覆盖石墨烯氧化物（GO），构建了 SNP 修饰并 GO 覆盖的电化...
体内多靶标、选择性神经递质浓度监测有助于解析大脑复杂化学信号交互。本文提出一种专用集成恒电位仪转换电路及其选择性电极界面。采用0.13 μm CMOS工艺制造定制两电极时间型恒电位仪电路，提供20 pA至600 nA的宽动态输入电流范围，功耗56 μW，最低采样频率1.25 kHz。多工作电极芯片经碳纳米管（CNT）基化学涂层功能化...
本文报道了一种基于表面功能化纳米结构氧化镍平台的多巴胺生物传感器。作者采用溶胶-凝胶/共沉淀法，以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）为模板合成氧化镍纳米颗粒（NiO NPs），并通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）表征其晶相、形貌和粒径。随后将酪氨酸酶（Tyrosinase）物理吸附于NiO...
当前神经疾病治疗主要依赖传统药物和电刺激。本文报道一种有机电子仿生神经元（OEBN），可利用内源性物质精确干预异常神经信号通路。该装置通过连接酶基安培生物传感器与有机电子离子泵（OEIP），实现神经元典型的化学—电—化学信号转导。选择性生物传感器将谷氨酸或乙酰胆碱等化学信号转换为电流，并据此调节电渗方式释放化学物质，无需液体流动。生...