《多巴胺能神經元網路化學信息傳遞過程的時空分辨監測》是依託南京大學，由趙微擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多巴胺能神經元網路化學信息傳遞過程的時空分辨監測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙微
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
神經元和神經元網路是神經系統的基礎，與此相關的研究接近生命存在的本質，具有重大的科學意義和套用價值。目前對神經網路信號傳遞的研究集中在電信號的採集和分析，而對於神經遞質的實時監測難度很大。本項目針對這一難題，擬基於互補金屬氧化物半導體積體電路(CMOS)-微機電製造(MEMS)技術結合，採用高採樣頻率的計時電流法，對神經遞質多巴胺在神經網路中的釋放進行時空分辨監測。我們將設計製造1024通道，32×32位的微電極陣列(MEA)，提高檢測的空間解析度；同時將CMOS晶片與MEA結合，實現高時間分辨的同步檢測。在MEA電極表面原位生長PC12神經細胞網路，通過化學修飾方法提高多巴胺檢測的選擇性。研究電刺激和神經類藥物刺激對多巴胺在突觸間傳遞的影響。深入探討多種刺激對神經元化學信號傳遞的作用機制，建立動態模型。該項目將微電子技術、電化學方法與細胞感測結合，可用於指導臨床實驗和神經類藥物篩選。
結題摘要
神經元和神經元網路是神經系統的基礎，與此相關的研究接近生命存在的本質，具有重大的科學意義和套用價值。目前對神經網路信號傳遞的研究集中在電信號的採集和分析，而對於神經遞質的實時監測難度很大。項目實施過程中，我們培育了PC12神經細胞及網路，採用尼古丁、高K+刺激、缺氧刺激等方式，利用超微電極電化學技術探索神經遞質釋放過程。此外，我們採用MEMS和CMOS技術，設計並製造了256位微電極陣列（MEA）。在MEA界面上，利用神經生長因子（NGF）培養PC12神經網路。通過聯用MEA與全內反射螢光顯微鏡，實現了對神經細胞網路動作電位和神經遞質傳輸的同步測量。這種方法背景信號低，信噪比高，具有時空分辨回響性，可以滿足神經細胞網路監測要求。本項目完成了預期的研究目標，到項目結題止，發表SCI文章8篇，包括Angew. Chem. Int. Ed. （1篇），ACS Nano （1篇）， Chem. Sci. （2篇），Anal. Chem. （1篇），Chem. Commun.（1篇），Anal. Chim. Acta（1篇），Electrochem. Commum. （1篇），申請國家發明專利兩項，培養研究生7名。
