突触传递逆行性信号分子的实时电化学监测

发布时间：2021-03-05 01:32

　　神经系统是人体重要的指挥系统,神经细胞之间的信息交流主要依赖于突触前分泌的神经递质等顺行性信号分子以及突触后释放的逆行性信号分子。一氧化氮（NO）是一种重要的逆行性信号分子,能够调节突触强度和突触可塑性以适应不同的生理需求。然而,目前鲜有逆行性信号分子释放检测的报道。为了实现突触后释放逆行性信号分子NO的实时监测,本研究在碳纤维电极表面修饰铂纳米颗粒,构建了一种具有高时空分辨率、高灵敏度、响应快速的超微电化学传感器。首先采用L-精氨酸和谷氨酸刺激海马神经元,证明了海马神经元合成NO以及细胞膜上N-甲基-D-天冬氨酸受体结合谷氨酸后释放NO的能力。在此基础上,利用高钾溶液刺激突触前神经元胞体模拟神经冲动,诱导突触前释放神经递质谷氨酸,成功检测到突触后神经元产生的NO信号。本研究结果直接证实了突触传递过程伴随着逆行性信号分子释放,建立的方法为研究神经系统反馈调节和突触可塑性机制提供了有力的工具。 

【文章来源】：分析化学. 2019,47(10)北大核心

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【部分图文】：

铂纳米颗粒修饰碳纤维微米电极安培法检测突触传递过程中内源性NO释放的示意图台压恒A制

软件“Pluse”进行数据采集(采集频率设置为1kHz)。为减小噪音，上述操作均在法拉第笼中进行，并且相关仪器都已接地。3结果与讨论3．1碳纤维微米电极的制备与表征参考本课题组之前发展的方法［20］，采用火焰熔融玻璃毛细管密封碳纤维，制备了碳纤维微米电极(Carbonfibermicroelectrodes，CFMEs)，电极尖端直径约为3～5μm，长度控制在5μm左右(图2A)。此电极具有优良的电化学性能，充电电流小(图2B)，且不同批次制备的电极具有良好的重现性和稳定性(图2C)。图2(A)CFME的电镜图;(B)CFME在1mmol/LK3［Fe(CN)6］中的循环伏安曲线;(C)五根不同批次的CFMEs在1mmol/LK3［Fe(CN)6］溶液中循环伏安曲线的极限扩散电流(对应电压为"0．1V时的电流)的统计图，误差棒表示同一根CFME多次循环伏安检测时极限扩散电流的变化范围Fig．2(A)Scanningelectronmicroscopy(SEM)imageofCFME;(B)CyclicvoltammogramofCFMEin1mmol/LK3［Fe(CN)6］;(C)Statisticalcurveoflimiteddiffusioncurrents(correspondingtothecurrentsat"0．1V)of5differentCFMEs，errorbarsshowthelimiteddiffusioncurrentvariationrangesofsameCFMEs3．2碳纤维微米电极的修饰和表征为了增强电极对NO的响应性能，采用电化学还原的方法在CFMEs表面沉积铂纳米颗粒。扫描电镜结果(图3A)表明，沉积的铂纳米颗粒尺寸约为50～100nm，且分布均匀，无明显团聚现象。利用循环伏安法考察铂纳米颗粒修饰的碳纤维微米电极(Pt/CFME)对NO的电化学检测性能。与CFME相比，P


本文编号：3064324