培养液中多巴胺与 5-羟色胺的 SWCNT 电化学检测
在磷酸盐缓冲盐水（PBS）与完整类器官培养液中比较递质检测，并分别检查 PC12 细胞释放和小鼠原代中脑神经元相容性。
用途与模型
- 研究用途
- 为神经体外模型提供实时递质测量的分析质量依据；本论文未在人源脑类器官中测试药物反应。
- 模型与细胞来源
- 标准物加入的完整类器官培养液；PC12 Adh 细胞释放体系；小鼠原代中脑培养物。
- 方法版本
- 2023 年培养液标准物、PC12 释放及原代神经元相容性版本
- 实验形式
- 单壁碳纳米管（SWCNT）电极结合循环伏安法（cyclic voltammetry，CV）与计时电流法（chronoamperometry，CA）；化学选择性、浓度响应和细胞验证分别比较。
材料与平台
- 分析物与介质
- 多巴胺、5-羟色胺；PBS 和完整类器官培养液用于校准，PC12 培养液用于真实细胞释放记录。
- 传感界面
- 单壁碳纳米管网络电极；细胞直接接触测量界面。
- 生物学验证
- PC12 Adh 自发及氯化钾刺激释放；小鼠原代中脑培养物与玻片相比较，检查神经元及突触相关标志。
测量指标与分析
- 电流—浓度斜率与计算检测限
- 实际可见最低浓度信号
- 另一递质共存时的选择性
- 自发与刺激释放时间序列
- 原代神经元形态及突触标志
把检测模式和介质分别建校准比较；计算检测限（limit of detection，LOD）与最低实际展示浓度并列。PC12 细胞释放以培养细胞被破坏后的记录作对照，原代神经元以玻片培养作形态和标志参照。
研究设计与结果
方法可行性研究
- 研究设计
- 在 PBS 及完整类器官培养液中检测各递质；CV 和 CA 分别考察另一递质共存时的信号。
- 测试范围
- Fig. 1–3 校准为 3–4 次测量；Table 1–2 列不同模式和介质结果。
- 参照体系
- PBS 与类器官培养液；有无另一递质的标准物系列。
- 研究结果
- 培养液 CA 实验展示 10 nM 多巴胺和 5 nM 的 5-羟色胺；计算 LOD 约 1.28 nM 和 0.33 nM。CV 在 1 μM 多巴胺下识别 25 nM 的 5-羟色胺；另一 CA 设置在 1 μM 的 5-羟色胺下检出 25 nM 多巴胺。
适用条件与研究局限
- 培养液造成明显灵敏度下降，数值随模式和共存物条件而变。
- 计算 LOD 不是最低实际展示浓度。
方法可行性研究
- 研究设计
- PC12 Adh 细胞直接在其培养液中测自发和刺激释放；另以小鼠原代中脑培养物检查电极相容性。
- 测试范围
- PC12 释放 N=3 份培养物；Fig. 4 原代中脑代表图不提供独立动物或培养总数。
- 参照体系
- PC12 培养细胞被破坏后的记录；原代神经元玻片培养。
- 研究结果
- PC12 短暂释放相关电流可检出，培养细胞被破坏后相应波动消失；原代电极培养可见神经突和突触标志，但密度略低。
适用条件与研究局限
- 电极主要记录多细胞同步活动。
- 原代三维突触标志的精确共定位未充分确认，向突触后靶细胞的多巴胺传递尚待验证。
- 未进行人源脑类器官药物响应或临床预测验证。
来源与原文
- Real-time selective detection of dopamine and serotonin at nanomolar concentration from complex in vitro systems原始研究 · Biosensors and Bioelectronics · 2023-08-07