Continuous Real-Time Detection of Serotonin Using an Aptamer-Based Electrochemical Biosensor.
Continuous Real-Time Detection of Serotonin Using an Aptamer-Based Electrochemical Biosensor.
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DOI：
10.3390/bios13110983
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发表时间：
2023-11-13
期刊：
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
5-羟色胺（5-HT）是一种重要的神经递质，参与许多神经元的功能，5-HT的缺失与一些精神疾病有关。血清素在细胞外空间中的快速释放和清除、低分析物浓度和大量干扰物质使得血清素的检测具有挑战性。本工作提出了一种基于电化学适体的生物传感平台，可以连续监测5-HT具有高灵敏度和选择性。我们的电化学传感器显示了约1分钟的响应时间，在连续监测中使用单频EIS（电化学阻抗谱）技术的血清素浓度的阶跃变化。所开发的传感平台能够在连续样品流体流中检测25-150 nM范围内的5-HT，检测限（LOD）为5.6 nM。该电化学传感器对具有相似化学结构和氧化还原电位的其他物种，包括多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）、L-色氨酸（L-TP）、5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）和5-羟基色氨酸（5-HTP）表现出有希望的选择性。所提出的传感平台能够实时连续地在纳摩尔范围内实现高选择性，从而展示了在基于器官芯片或大脑芯片的平台中监测来自神经元的5-羟色胺的潜力。
Serotonin (5-HT) is a critical neurotransmitter involved in many neuronal functions, and 5-HT depletion has been linked to several mental diseases. The fast release and clearance of serotonin in the extracellular space, low analyte concentrations, and a multitude of interfering species make the detection of serotonin challenging. This work presents an electrochemical aptamer-based biosensing platform that can monitor 5-HT continuously with high sensitivity and selectivity. Our electrochemical sensor showed a response time of approximately 1 min to a step change in the serotonin concentration in continuous monitoring using a single-frequency EIS (electrochemical impedance spectroscopy) technique. The developed sensing platform was able to detect 5-HT in the range of 25–150 nM in the continuous sample fluid flow with a detection limit (LOD) of 5.6 nM. The electrochemical sensor showed promising selectivity against other species with similar chemical structures and redox potentials, including dopamine (DA), norepinephrine (NE), L-tryptophan (L-TP), 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA), and 5-hydroxytryptophan (5-HTP). The proposed sensing platform is able to achieve high selectivity in the nanomolar range continuously in real-time, demonstrating the potential for monitoring serotonin from neurons in organ-on-a-chip or brain-on-a-chip-based platforms.
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DOI：
10.1039/d0an01406k
发表时间：
2020-11-09
期刊：
The Analyst
影响因子：
--
作者：
Dunham KE ;Venton BJ
通讯作者：
Venton BJ
影响因子：
5.1
作者：
Hara, Katsuko;Hirowatari, Yuji;Takahashi, Hakuo
通讯作者：
Takahashi, Hakuo
影响因子：
8.9
作者：
An, Jai Eun;Kim, Kyung Ho;Kwon, Oh Seok
通讯作者：
Kwon, Oh Seok
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影响因子：
7.4
作者：
An, Keqi;Lu, Xiaoting;Wang, Kun
通讯作者：
Wang, Kun
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10.8
作者：
Dinarvand, Meshkat;Neubert, Elsa;Kruss, Sebastian
通讯作者：
Kruss, Sebastian