项目名称: 高性能微电极阵列传感器构建及用于神经元原位培养和实时监测研究

项目编号: No.21505037

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 高分子科学

项目作者: 李玉桃

作者单位: 湖北中医药大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 神经系统是生物体信息处理的中心,原位、高效、准确的获取神经信号分子的动态信息对于深入理解生命过程至关重要。目前,基于微电极阵列(MEA) 的检测方法已在单细胞的信号分子实时动态监测方面显示了很好的前景,但由于神经递质含量极低,神经元长期培养及分化对基体电极要求甚高,至今鲜见神经元原位培养并原位实时监测报道。本项目拟在微电极阵列上构建高性能电化学传感器并用于神经元的原位培养与实时监测。通过在MEA表面可控组装纳米材料,提高神经递质信号分子检测灵敏度;进一步通过组装酶分子,实现非电活性神经信号分子(如重要中枢神经元-海马神经元分泌的谷氨酸等)特异性灵敏检测;同时利用细胞粘附小分子提高电极生物相容性,最终实现神经元在MEA表面的长期培养、分化及实时动态信息的灵敏获取。本项目的实施可望为神经细胞的原位培养与实时监测提供一种有效的方法。

中文关键词: 微电极阵列;神经元;细胞相容性;原位培养;实时监测

英文摘要: Nervous system is the center of the biological information processing in our body, in situ, efficient, and accurate acquirement of the information of neural signaling molecules is of great significance to deep insight into the life process. Electrochemical methods based on the microelectrode array (MEA) have played important roles in real-time monitoring of single cells and showed excellent prospects in biomedical research. However, reports on neurons cultured in situ and real-time monitoring are rarely seen because of the small amount of neurotransmitter and high demand for long-time culture and differentiation of neurons. In this project, we will develop novel strategies for construction of electrochemical biosensor on microelectrode array with high performance for culturing in situ and real-time monitoring of nerve cells. Firstly, various nanomaterials will be assembled on the MEA in a controllable manner to improve the detection sensitivity. Secondly, through the assembly of enzyme, realize the non-electrical activity of neural signaling molecules(such as the important central neurons of hippocampal neuron secrete glutamic acid, etc.) specific sensitive detection. At the same time, we will develop excellent cell compatible interfaces between neurons and electrode, so as to realize the long-term culture, differentiation and sensitive acquirement of the dynamic information from neurons on MEA. The project would provide useful tools for neurons culturing in situ and real-time monitoring.

英文关键词: microelectrode array;neuron;cell compatibility;in situ culture;real-time monitoring

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