ریزحسگر الکتروشیمیایی امکان مطالعه بی‌درنگ دینامیک سروتونین در مغز را فراهم می‌کند

از

اختلال در تنظیم سروتونین در بسیاری از اختلالات روانپزشکی از جمله افسردگی شدید و اضطراب نقش دارد. در مجله Angewandte Chemieیک تیم تحقیقاتی اکنون یک میکروحسگر الکتروشیمیایی قابل کاشت را معرفی کرده اند که امکان مطالعه دینامیک سروتونین در مغز را در زمان واقعی فراهم می کند. برخلاف حسگرهای قبلی، این حسگرها با رسوب محصولات اکسیداسیون سروتونین غیرفعال نمی شوند زیرا اندازه گیری بدون جریان جریان انجام می شود.

ریزحسگر الکتروشیمیایی امکان مطالعه بی‌درنگ دینامیک سروتونین در مغز را فراهم می‌کند
حسگرهای کاشته شده در مغز خوکچه هندی توانستند ترشح سروتونین را پس از تحریک با یون های پتاسیم در زمان واقعی دنبال کنند. این تیم پس از تجویز اسیتالوپرام، یک مهارکننده بازجذب سروتونین که اغلب برای درمان افسردگی شدید و اختلالات اضطرابی تجویز می‌شود، یک مشاهده جالب انجام داد. به نظر می‌رسد که فعالیت آن بیشتر به کند کردن فرآیند جذب بستگی دارد تا به تعدیل غلظت سروتونین خارج سلولی. این بینش می تواند برای درمان اختلالات روانپزشکی مهم باشد.

اعتبار تصویر: © Wiley-VCH، Angewandte Chemie.

زو، اف. و همکاران (2023) پتانسیومتری ردوکس گالوانیک برای سنجش سروتونین بدون رسوب و پایدار در مغز حیوان زنده. Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.202212458.



منبع مرجع مجله:

منبع:

هسته حسگر یک الکترود دوقطبی کوچک است که می‌توان آن را به‌طور ساده به‌عنوان میله‌ای توصیف کرد که یک سر آن به درون مایع در حال اندازه‌گیری بیرون زده است در حالی که سر دیگر آن در محلول الکترولیت با خواص الکتروشیمیایی است که دقیقاً با مولکول آنالیت تنظیم شده است. یک تماس الکتریکی منحصراً از طریق محلول الکترولیت برقرار می شود. در یک انتهای الکترود، یک تعادل الکتروشیمیایی بین یون های الکترولیت در حالت های بار مختلف برقرار می شود (در این مورد: IrCl62-/irCl63-در انتهای دیگر، بین سروتونین و فرم اکسید شده آن تعادل وجود دارد. با استفاده از دستگاهی برای اندازه گیری ولتاژ، اندازه گیری اختلاف پتانسیل خود به خودی ایجاد شده نسبت به یک الکترود مرجع امکان پذیر است. این تفاوت به غلظت سروتونین بستگی دارد. از آنجایی که فقط ولتاژ اندازه گیری می شود و هیچ جریانی جریان ندارد، تقریباً هیچ رسوبی از محصولات سروتونین الیگومری وجود ندارد. اندازه گیری های کمی در محدوده وسیعی از غلظت ها و در یک دوره زمانی طولانی امکان پذیر است.

گروهی به سرپرستی یینگ جیانگ و لانکون مائو در دانشگاه عادی پکن و آکادمی علوم چین (پکن، چین) اکنون یک حسگر سروتونین ایجاد کرده‌اند که سیگنال‌های بسیار پایداری را حتی در آزمایش‌های طولانی‌مدت ارائه می‌دهد، زیرا تقریباً هیچ رسوبی به دلیل سروتونین وجود ندارد. الیگومرها رخ می دهد. این روش مبتنی بر پتانسیومتری ردوکس گالوانیکی (GRP) است که یک تکنیک جریان صفر است.

سروتونین، که به عنوان “هورمون شادی” نیز شناخته می شود، یکی از مهم ترین انتقال دهنده های عصبی ما است که بسیاری از فرآیندهای مغز، به ویژه احساسات، و همچنین اشتها، حافظه و خواب را تنظیم می کند. درک بهتر این فرآیندها در سطح مولکولی می تواند تشخیص و درمان بیماری های روانی را بهبود بخشد. روش‌های الکتروشیمیایی قبلی با یک میکروالکترود کار می‌کردند که روی آن سروتونین مستقیماً اکسید می‌شود و جریان حاصل اندازه‌گیری می‌شود. با این حال، محصولات اکسیداسیون به دست آمده پلیمریزه می شوند، به سطح الکترود می چسبند (رسوب می شوند)، و به سرعت حسگر را غیرفعال می کنند (حدود 90٪ از دست دادن سیگنال در 30 دقیقه).