Redox-filled Carbon-Fiber Microelectrodes for Single-Cell Exocytosis.
Redox-filled Carbon-Fiber Microelectrodes for Single-Cell Exocytosis.
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DOI：
10.1002/elan.201300255
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发表时间：
2013-09
期刊：
影响因子：
3
通讯作者：
Zhang, Bo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cox, Jonathan T.;Gunderson, Christopher G.;Zhang, Bo
碳纤维微电极（CFEs）是单细胞胞吐和体内研究中的主要电分析工具。在这里，我们报告了一项新的研究，在单电池测量电解质填充的CFEs的动力学特性，并证明了外球氧化还原物种，如Fe（CN）63−和Ru（NH3）63+，回填电解质溶液中的添加可以大大提高CFEs的动力学响应。我们表明，在750 mV，电压通常适用于检测多巴胺，快速外球氧化还原物种的存在下，在NH4溶液中显着增强CFEs对快速多巴胺检测在单个PC12细胞的动力学响应。此外，我们还证明了在Na2SO4溶液中使用Fe（CN）63−可以在低至200 mV的施加电压下直接测量多巴胺。这种动力学增强被认为是由于与氧气的缓慢还原相比，耦合极上的更快的电子转移动力学。我们预计，这种氧化还原填充的CFE超微电极将在单细胞胞吐和体内传感中找到许多有用的应用。
Carbon-fiber microelectrodes (CFEs) are the primary electroanalytical tool in single-cell exocytosis and in-vivo studies. Here we report a new study on the kinetic properties of electrolyte-filled CFEs in single-cell measurements and demonstrate that the addition of outer sphere redox species, such as Fe(CN)63− and Ru(NH3)63+, in the backfill electrolyte solution can greatly enhance the kinetic response of CFEs. We show that at 750 mV, a voltage normally applied for detection of dopamine, the presence of fast outer sphere redox species in the backfilling solution significantly enhances the kinetic response of CFEs toward fast dopamine detection at single PC12 cells. Moreover, we also demonstrate that the use of Fe(CN)63− in the backfilling solution has enabled direct measurement of dopamine at applied voltages as low as 200 mV. This kinetic enhancement is believed to be due to faster electron-transfer kinetics on the coupling pole as compared to the sluggish reduction of oxygen. We anticipate that such redox-filled CFE ultramicroelectrodes will find many useful applications in single cell exocytosis and in-vivo sensing.
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