研究人員開發(fā)了第一個(gè)多功能微型酸堿度探針

東北大學(xué)的研究人員開發(fā)了第一個(gè)多功能微型酸堿度探針，用于實(shí)時(shí)研究大腦深層結(jié)構(gòu)固有的細(xì)胞外酸堿度動(dòng)態(tài)。

在我們的大腦中，數(shù)十億致力于工作的人——神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞——形成復(fù)雜而有效的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)通過(guò)微妙的化學(xué)信號(hào)不斷地相互交流，以控制我們的行為輸出。

腦化學(xué)是腦細(xì)胞的基本語(yǔ)言。在我們健康的大腦中，化學(xué)物質(zhì)保持相對(duì)中性，酸堿波動(dòng)必須不斷調(diào)整。否則會(huì)導(dǎo)致慢性腦部疾病，如精神病、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、癲癇等。因此，大腦酸堿度的波動(dòng)與大腦的信號(hào)傳遞和功能之間的相關(guān)性，可以使人們更清楚地了解酸堿度對(duì)我們大腦如何工作以及我們生病時(shí)大腦如何衰竭的影響。

然而，盡管最近在腦電記錄和化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)方面取得了技術(shù)進(jìn)步，但在測(cè)量化學(xué)信號(hào)，特別是活生物體(即體內(nèi))的酸堿度方面仍然存在局限性。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)造一種混合設(shè)備解決了這些限制，該設(shè)備結(jié)合了兩種不同的技術(shù)：一束與電氣和光學(xué)功能無(wú)縫集成的細(xì)纖維，以及由化學(xué)傳感器和光定義的測(cè)量位置。這種組合可以以高的空間、時(shí)間和化學(xué)分辨率檢測(cè)體內(nèi)大腦中固有的化學(xué)信號(hào)，特別是在深部區(qū)域。

前沿科學(xué)院交叉學(xué)科研究所助理研究員郭媛媛說(shuō)：“我們采用電信行業(yè)常用的熱拉伸工藝制造集光波導(dǎo)、電極、化學(xué)通道等多種功能于一體的光纖。東北大學(xué)。

與生物醫(yī)學(xué)工程研究生院的Tatsuo Yoshinobu教授合作，將活性成分——具有光學(xué)尋址能力的化學(xué)傳感器耦合到光纖上，從而實(shí)現(xiàn)了一體式混合化學(xué)傳感探針，可用于檢測(cè)體內(nèi)大腦中細(xì)微的化學(xué)變化。第一個(gè)原型專注于酸堿度檢測(cè)。

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