Improving serotonin fast-scan cyclic voltammetry detection: new waveforms to reduce electrode fouling.
Improving serotonin fast-scan cyclic voltammetry detection: new waveforms to reduce electrode fouling.
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改善5-羟色胺快速扫描循环伏安法检测：新波形以减少电极结垢。
DOI：
10.1039/d0an01406k
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发表时间：
2020-11-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Venton BJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dunham KE ;Venton BJ
血清素是一种与抑郁症有关的神经调质，通常通过快速扫描循环伏安法（FSCV）实时测量。开发了专门的“杰克逊”波形（JW，0.2，1.0 V，-0.1 V，0.2 V，1000 V/s）以减少5-羟色胺结垢，但是1.0 V的切换电位限制了灵敏度并且电极仍然结垢。本研究的目的是测试延长FSCV转换电位以增加5-羟色胺敏感性和减少结垢的效果。我们比较了杰克逊波形、多巴胺波形（DA，−0.4 V、1.3 V、400 V/s）和两种新波形：扩展的5-羟色胺波形（ESW，0.2、1.3、−0.1、0.2、1000 V/s）和扩展的保持5-羟色胺波形（EHSW，0.2、1.3（保持1 ms），−0.1、0.2、400 V/s）。EHSW最敏感（LOD = 0.6 nM），JW最不敏感（LOD = 2.4 nM）。对于杰克逊波形，电极污染在重复注射5-羟色胺或暴露于其代谢物5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）时是显著的。对于两种分析物，使用扩展波形，电极的结垢比使用杰克逊波形少50%。由于负保持电位，在多巴胺波形下没有观察到电极结垢。杰克逊波形对5-羟色胺的选择性最高，超过多巴胺（800倍），ESW也具有高度选择性。所有波形都可用于在果蝇幼虫中用光遗传学刺激测量5-羟色胺。这些结果提供了新的FSCV波形，以测量动态血清素的变化与不同的实验要求，如高灵敏度（EHSW），高选择性（ESW，JW），或消除电极结垢（DA）。
Serotonin is a neuromodulator implicated in depression that is often measured in real-time by fast-scan cyclic voltammetry (FSCV). A specialized “Jackson” waveform (JW, 0.2, 1.0 V, −0.1 V, 0.2 V, 1000 V/s) was developed to reduce serotonin fouling, but the 1.0 V switching potential limits sensitivity and electrodes still foul. The goal of this study was to test the effects of extending the FSCV switching potential to increase serotonin sensitivity and decrease fouling. We compared the Jackson waveform, the dopamine waveform (DA, −0.4 V, 1.3 V, 400 V/s), and two new waveforms: the extended serotonin waveform (ESW, 0.2, 1.3, −0.1, 0.2, 1000 V/s) and extended hold serotonin waveform (EHSW, 0.2, 1.3 (hold 1 ms), −0.1, 0.2, 400 V/s). The EHSW was the most sensitive (LOD = 0.6 nM), and the JW the least sensitive (LOD = 2.4 nM). With the Jackson waveform, electrode fouling was significant with repeated injections of serotonin or exposure to its metabolite, 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA). Using the extended waveforms, electrodes fouled 50% less than with the Jackson waveform for both analytes. No electrode fouling was observed with the dopamine waveform because of the negative holding potential. The Jackson waveform was the most selective for serotonin over dopamine (800x), and the ESW was also highly selective. All waveforms were useful for measuring serotonin with optogenetic stimulation in Drosophila larvae. These results provide new FSCV waveforms to measure dynamic serotonin changes with different experimental requirements, like high sensitivity (EHSW), high selectivity (ESW, JW), or eliminating electrode fouling (DA).
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DOI：
10.1039/b807563h
发表时间：
2009-01
期刊：
The Analyst
影响因子：
--
作者：
Huffman ML;Venton BJ
通讯作者：
Venton BJ
DOI：
10.1073/pnas.1513619112
发表时间：
2016-01-05
影响因子：
11.1
作者：
Kishida, Kenneth T.;Saez, Ignacio;Montague, P. Read
通讯作者：
Montague, P. Read
影响因子：
4.2
作者：
Heien, MLAV;Phillips, PEM;Wightman, RM
通讯作者：
Wightman, RM
影响因子：
7.4
作者：
Seaton BT;Hill DF;Cowen SL;Heien ML
通讯作者：
Heien ML
神经科学中的分析技术：成像，分离和电化学方法的最新进展。
影响因子：
7.4
作者：
Ganesana M;Lee ST;Wang Y;Venton BJ
通讯作者：
Venton BJ