在中枢神经系统中，神经信号分子在大脑功能调节中起着重要的信号传递作用。因此，开发高效的神经信号分子分析方法，对理解中枢神经系统中生理、病理过程的机制至关重要。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学研究所活体分析院重点实验室于萍课题组近年来在原理发展、方法建立及生理学应用方面展开了系统研究。针对活体分析化学研究中存在的关键科学问题，开展了一系列活体高效分析方法的研究。在前期的研究中，针对电化学传感器的神经元兼容性，基于原电池原理的自发双极化行为，设计了单根碳纤维驱动的电化学传感器，实现了生理过程中化学信号和电信号的同步记录(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22652-22658)。针对非电化学活性分子的检测，提出调控离子传输的脑化学测量新策略，发展了高时空分辨的微米管传感原理和方法，为非电化学活性分子的活体分析提供了新的思路(Chem. Sci. 2021, 12, 7369-7376; Anal. Chem. 2021, 93, 2942-2949; Anal. Chem. 2022, 94, 8187-8193)。

      近期，为了实现脑内低浓度神经递质-多巴胺的基础值测定，他们将碳纤维栅极与快速扫描电压门控模式相结合，利用碳纤维电极的低电容特性，实现了高扫速下多巴胺的高灵敏检测。针对传统快扫伏安技术在测定多巴胺时需要扣背景的问题，利用晶体管的跨导系数作为传感参数，不但实现了多巴胺的高灵敏和选择性检测，也使传感器具有高的稳定性、重现性和抗背景干扰能力。同时，该传感体系也可用于生理、病理模型中多巴胺变化规律的研究，如电刺激下多巴胺释放动力学的实时监测等（图1）。相关研究结果发表于近期的Angew. Chem. Int. Ed. (2022, doi.org/10.1002/anie.202204134)。文章的第一作者为博士生李玮琦，通讯作者是于萍研究员和毛兰群教授。

图1. 快速电压扫描门控的有机电化学晶体管多巴胺传感器机制与鼠脑内多巴胺基础值与电刺激下多巴胺释放动力学的实时监测