紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊發(fā)現(xiàn)了一種增強電化學(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與動機、運動控制、強化和獎勵等重要功能有關(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)測大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)活動。

但是，由于它們的靈敏度有限，現(xiàn)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(shù)，類似于在消費電子產(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?！?/p>

他補充說：“與神經(jīng)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(xiàn)是，可以通過設(shè)計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)的詳細信息在《科學(xué)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(xué)報告》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，因為傳感器的性能由材料結(jié)構(gòu)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(xué)丹頓分校的紐約大學(xué)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(xué)?！?/p>

研究人員通過將新的電壓相關(guān)現(xiàn)象與他們對材料結(jié)構(gòu)進行工程設(shè)計的方法相結(jié)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(shù)在未來大腦研究中的前景。”
編輯：lyn