中樞神經系統(tǒng)中電信號和化學信號的傳輸對生物體的生命過程至關重要。其中，濃度可控的各種離子(Na + 、K + 和Ca 2+ )在維持體內平衡和使神經元信號轉導能夠在感知生理刺激時傳播方面發(fā)揮著至關重要的作用。具有高選擇性的離子動力學的體內傳感對于獲得對許多生理和病理過程的分子見解至關重要。

溫州大學劉楠楠、北京師范大學毛蘭群和蔣亞楠 報道了一種離子選擇性微量移液管傳感器(ISMS)，該傳感器通過整合在微量移液器內原位合成的功能性冠醚包封的金屬有機框架(MOFs)。ISMS具有的鈉離子(Na + )傳導和對Na + 傳感的高選擇性。選擇性歸因于亞一致空間和18-冠-6對鉀離子(K + )的特定配位的協(xié)同作用，這在很大程度上增加了K + 通過ISMS的空間位阻和轉運阻力。ISMS表現(xiàn)出高穩(wěn)定性和敏感性，有助于在抑郁癥事件傳播過程中實時監(jiān)測活體大鼠大腦中的Na + 動力學。

研究要點

要點1. 作者展示了用于選擇性體內傳感Na + 的納米流體微量移液管傳感器的報告。受生物離子通道的啟發(fā)，人工離子選擇性納米流體裝置由含有冠醚(如18-冠-6)的復合MOFs構建，冠醚是在微量移液管通過界面生長策略原位合成。

要點2. 由于18-冠-6對K+的特定配位，所得到的離子選擇性微量移液管傳感器(ISMS)表現(xiàn)出Na + 對K + 高度選擇性的離子傳導。還實現(xiàn)了對其他種類的一價和二價金屬離子的高選擇性。

要點3. 作者發(fā)現(xiàn)Na + 的離子選擇性較少依賴于溶液濃度或pH值，證實了ISMS的高穩(wěn)定性。這些優(yōu)異的特性使ISMS成為實時監(jiān)測不同生理和病理條件下Na + 動力學的理想平臺，為開發(fā)用于體內分析的智能納米流體傳感器提供了新的機會。

鑒于冠醚和MOFs的多樣性，這項研究為體內傳感和神經形態(tài)電化學傳感的納米流體平臺鋪平了道路。

來源：傳感器專家網