研究目的
开发一种改进的神经递质纳米传感器,利用嵌段共聚物刷层在高度弯曲的纳米纤维表面模板化密集且分散良好的金纳米颗粒,以增强表面增强拉曼散射(SERS)性能。
研究成果
BCP刷层能有效在纳米纤维上模板化形成致密且分散良好的金纳米颗粒(AuNPs),从而显著提升表面增强拉曼散射(SERS)性能。这使得多巴胺能神经元释放神经递质(如多巴胺和谷氨酸)的共释放检测更为灵敏,推动了SERS光生理学在生物传感领域的发展。
研究不足
该方法可能存在可重复性问题(提及可重复性为75%),高激光功率会导致神经元发热和损伤或使纳米纤维熔化。该技术仅适用于高度弯曲的表面,且可能不易扩展到其他几何形状。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自下而上的方法,先将纳米纤维浸涂于嵌段共聚物溶液中形成刷层,再将其浸入金纳米颗粒悬浮液中进行模板化。利用表面增强拉曼散射(SERS)进行光学表征和神经递质检测。
2:样本选择与数据来源:
玻璃纳米纤维由硼硅酸盐棒拉制而成。多巴胺能神经元取自TH-GFP转基因小鼠培养。从纳米纤维和神经元环境中采集SERS光谱。
3:实验设备与材料清单:
包括Sutter P-2000毛细管拉制仪、浸涂机(KSV3000朗缪尔-布洛杰特装置)、氧等离子体清洗机(Harrick Scientific PDC-32G)、场发射扫描电镜(JEOL JSM-7400F)、原子力显微镜(配备Nanoscope III控制器的Multimode显微镜)、紫外-可见分光光度计(Agilent Technologies Cary 500)、拉曼光谱仪(Renishaw InVia和Witec Alpha300),以及PS-b-P4VP、HAuCl4和4-MBA等化学试剂。
4:0)、拉曼光谱仪(Renishaw InVia和Witec Alpha300),以及PS-b-P4VP、HAuCl4和4-MBA等化学试剂。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:依次对纳米纤维进行清洗、嵌段共聚物溶液浸涂、金纳米颗粒悬浮液浸泡、等离子体处理及4-MBA功能化。在平整表面和纳米纤维上进行SERS测量,并在神经元附近进行光生理实验,通过缓冲液更换刺激神经递质释放。
5:数据分析方法:
使用MATLAB定制算法处理SERS数据,包括基线校正、噪声过滤、峰检测和条码匹配以识别神经递质。采用ANOVA和Kruskal-Wallis检验进行统计分析。
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