石墨烯材料模拟生物组织可实时监测大脑与肠道信息交流

2022-07-06 09:33:33来源：化工仪器网阅读量：359 评论

　　近期，英国《自然》杂志公开发表了一篇材料科学论文，美国斯坦福大学基于石墨烯材料研发了一种模拟组织的传感器，可实时监测大脑与肠道的神经递质。

　　神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞如肌肉细胞、腺体细胞等之间传递信息的化学物质。常见的神经递质包括多巴胺、内啡肽、肾上腺素等，对于人体的运动、感知、意识、情绪、学习和记忆等生理活动都有着非常重要的影响。神经递质的正常释放也是维持机体正常生理活动的必要条件。因此精确研究神经递质的对于理解神经系统的功能和研究神经系统疾病的发病机理等均具有重要意义。

　　目前神经递质的检测方法主要有微透析法、电化学法、荧光成像法等。然而这些方法都存在很大的缺陷，如现有的刚性探针通常坚硬易碎，容易导致设备故障；而且对于柔软且结构弯曲复杂的肠道来说，还可能引发严重的炎症反应等。

　　研究团队设计了一种设计了一种基于石墨烯材料、具有良好延展性的柔性电化学传感器，并将其命名为“神经弦”(NeuroString)。神经弦”可以与中枢神经系统和胃肠道组织无缝连接，实时监测大脑和肠道内的多种神经递质。

　　这一研究成果在小鼠上获得验证。研究牛团队在喂食小鼠巧克力之后，利用神经弦传感器观察小鼠大脑和肠道神经递质浓度的变化。结果显示，摄入巧克力数秒之后儿茶酚胺在小鼠脑中释放，观察到结肠内5-羟色胺在30—60分钟内增加，与食物通过胃肠道的典型运送时间一致。经过多次实验，研究团队验证了NeuroString 具有优越的长期神经化学检测稳定性，可以监测小鼠神经递质信号长达 16 周。这些实验结果显示了使用 NeuroString 传感器了解神经递质机制及其在脑-肠轴中作用的潜力。

　　编辑点评：神经递质检测方法的发展为某些疾病的发病机理研究及临床治疗带来了希望，同时也有助于人类进一步了解大脑的工作机制。另一方面，该传感器基于石墨烯材料开发，表现出了石墨烯材料在生物及医疗领域的应用潜力。

　　原标题：石墨烯材料模拟生物组织可实时监测大脑与肠道信息交流

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