研究人员发现增强电化学微传感器性能的新方法，其竟还能解释物理学科

纽约大学坦登工程学院的研究人员领导的一个团队发现了一种增强电化学微传感器性能的新方法。这一发现有望在更低的浓度检测出生物分子，例如多巴胺。相关研究成果发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。

大脑中的多巴胺分子活动与动机、运动控制、强化和奖励等重要功能有关。研究人员和临床医生一般通过碳制成的电化学微传感器来监测大脑中的神经递质活动。

但是，由于它们的灵敏度有限，现有的微传感器只能检测多巴胺水平的大变化，而且一次也只能从大脑的一个位置进行记录。

为了支持大脑中多巴胺活性的多部位定位，NYU Tandon研究小组最近开发了一种使用碳纳米材料（称为纳米石墨碳）的平面微传感器。

这项研究的主要研究人员，电子和计算机工程副教授达沃德·沙赫尔迪（Davood Shahrjerdi）表示：“我们使用纳米制造技术，类似于在消费电子产品中用于构建芯片的技术，以创建许多平面电化学微型传感器的阵列。”

他补充说：“与神经元细胞相比，我们的传感器很小，并且可以相互靠近包装，以获得更高的空间分辨率的记录。”

该团队的一项重要发现是，可以通过设计纳米石墨碳的材料结构来调整传感器性能。传感器开发的详细信息在《科学报告》上发表的先前发表的论文中进行了描述。

Shahrjerdi补充说：“我们在《科学报告》中的研究表明，如果降低工作电压，传感器的性能应保持不变，因为传感器的性能由材料结构控制。”

但是，该团队做出了令人惊讶的观察，即通过降低操作电压来增加传感器对多巴胺分子的输出幅度。

这项研究的主要作者，纽约大学丹顿分校的纽约大学纳米实验室的博士生Edoardo Cuniberto解释说：“我们最初以为测量值可能有问题。通过一年多的大量额外实验和理论模拟，我们不仅证实了我们最初的观察，而且我们还能够解释我们令人惊讶的观察背后的物理学。”

研究人员通过将新的电压相关现象与他们对材料结构进行工程设计的方法相结合，证明了传感器具有创纪录的性能。Shahrjerdi说：“我们很高兴能探索我们的新传感器技术在未来大脑研究中的前景。”
编辑：lyn