商丘师范学院徐茂田等AC：微电极传感器测量大鼠脑内pH波动
通讯作者：周艳丽；徐茂田
通讯单位：商丘师范学院
大脑pH值是维持正常大脑功能的关键因素。由于缺乏准确的原位分析技术，局部pH值波动与脑部疾病之间的关系尚未得到广泛研究。
商丘师范学院化学化工学院、河南省生物分子识别与传感重点实验室徐茂田教授课题组首次提出了一种电流信号的比率型pH传感器，用于大鼠脑内pH的波动。首先将单壁碳纳米管(CNT)自组装修饰在碳纤维纳米电极（CFNE）表面。然后，将聚邻苯二胺(PoPD)分子通过原位电化学聚合进一步沉积，作为pH响应分子。CFNE/CNT/PoPD表现出良好的氧化还原过程，可为原位pH检测提供自我校正。
该传感器在测量pH值时表现出高重复性、再现性和可逆性，甚至在暴露于空气中5个月时表现出良好的稳定性。在存在蛋白质或电活性物质的情况下，传感器也能够以优异的选择性准确测量pH值。最后，成功地检测到了脑缺血大鼠大脑和大鼠全血中pH值的波动。
这项研究不仅为检测大鼠脑部pH值提供了一个很好的工具，而且为进一步设计细胞内或亚细胞pH值的纳米传感器提供了新的策略。相关工作以“Novel Self-Calibrating Amperometric and Ratiometric Electrochemical Nanotip Microsensor for pH Measurement in Rat Brain”为题发表在Analytical Chemistry上。
图1. (A)CFNE/CNT/PoPD传感器的制备和(B)体外和体内pH测定。
图2. (A)CFNE/CNT/PoPD在0.1 M PBS中获得的CV，pH值从4.5到8.0；(B)CFNE/CNT/PoPD在0.1 M PBS中获得的CV，pH值从4.5到6.5；(C, D) CFNE/CNT/PoPD电极在0.1 M PBS中的上获得的jpa2/jpa1和jpc2/jpc1与pH值的关系图。
参考文献：
Hui Dong, Le Zhao, Yanli Zhou, Xiuhua Wei, Cuicui Xu, Yintang Zhang, Maotian Xu, Novel Self-Calibrating Amperometric and Ratiometric Electrochemical Nanotip Microsensor for pH Measurement in Rat Brain. Anal. Chem. 2021, https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02436
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