Name: Microélectrodes de fibres de carbone modifiées par nanoparticules dor pour une détection neurochimique améliorée (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-13T14:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Découvrez une méthode de modification de microélectrodes en fibre de carbone par nanoparticules d'or pour améliorer la détection neurochimique in vivo avec haute résolution spatiale et temporelle.

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Nous tenons à remercier l'Université américaine, la Subvention de soutien à la recherche de la Faculté, la subvention spatiale DC de la NASA et nSF-MRI-1625977.

1. Construction de microélectrodes en fibre de carbone
<ol><li>
Préparation des fibres de carbone
	<ol>
<li>Pour créer des microélectrodes en fibre de carbone, séparez d'abord les fibres de carbone (fibre de carbone, 7 mm de diamètre) une par une à l'aide de mains, de gants et de spatule.</li>
		<li>Tirez ou tirez une fibre du fil tordu.</li>
		<li>Aspirez une fibre de carbone isolée dans un capillaire en verre (verre capillaire borosilicate à baril unique sans microfilament, diamètre extérieur de 1,2 mm, diamètre intérieur de 0,68 mm).</li>
		<li>Créez un porte-électrodes pour les électrodes en coupant un morceau de carton d'environ 10 cm de longueur sur 25 cm de largeur.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tirez les électrodes à l'aide d'une tireuse capillaire verticale.</li>
	<li>Ouvrez la porte coulissante de la tireuse capillaire verticale.</li>
	<li>Desserrer et enlever la tige métallique de support, en tournant le perceur-chuck contre-horloge avec assez d'espace pour insérer le capillaire en verre.</li>
	<li>Insérer le capillaire en verre dans le porte-électrodes. Soulevez manuellement le capillaire en verre vers le haut du capillaire vertical.</li>
	<li>Resserrer le capillaire en verre avec les forets dans le sens des aiguilles d'une montre sans casser ou briser les capillaires en verre.</li>
	<li>Ajustez les réglages heater 1, Heater 2 et Magnet au fabricant pour que les niveaux suggérés tirent les capillaires en verre à un fine cône pour les matériaux d'électrode.</li>
	<li>Appuyez sur le bouton de démarrage rouge pour chauffer la bobine enroulée pour tirer les électrodes par la pression, la gravité et le chauffage.</li>
	<li>Laissez la bobine enroulée refroidir de son état chaud rouge. Couper la fibre de carbone avec des ciseaux reliant les deux électrodes tirées de haut en bas. Utilisez la méthode de foret-chuck pour enlever le capillaire en verre de la poulie capillaire verticale en tordant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.</li>
</ol>2. Préparation de microélectrode carbone-fibre
<ol><li>Sous un stéréoscope ou un microscope, couper la fibre de carbone en saillie de la surface du capillaire de verre avec des ciseaux chirurgicaux ou une lame de rasoir pointue à environ 100 à 150 m de longueur.</li>
	<li>Préparer une solution d'époxy en mélangeant 10 g d'époxy avec 0,2 ml de durcisseur dans un flacon de 25 ml à l'aide d'un coton-tige.</li>
	<li>Trempez seulement la pointe de chaque électrode dans la solution époxy et durcisseur pendant environ 15 s.</li>
	<li>Trempez le dessus ci-dessus de la microélectrode de fibre de carbone dans l'acétone pendant environ 3 s pour laver tout époxy excédentaire du baril de microélectrode de fibre de carbone.</li>
</ol>3. Électrodéposition
<ol><li>Placez l'électrode de travail (microélectrode en fibre de carbone) dans la solution de 0,5 mM HAuCl4 en plus de l'électrode de référence, le chlorure argent-argenté (Ag/AgCl) à l'aide du micromanipulateur.</li>
	<li>Connectez l'électrode de travail et l'électrode de référence au potentiostat et à la scène.</li>
	<li>Ouvrez le logiciel UNC HDCV. Modifier les paramètres du logiciel pour appliquer la forme d'onde. Entrez la forme d'onde suivante dans les paramètres de l'ordinateur : scannez de 0,2 V à 1,0 V dans une solution KCl de 0,1 MM contenant 0,5 mM HAuCl4 à un taux d'analyse de 50 mV/s pendant 10 cycles. Appuyez sur la flèche verte pour appliquer la forme d'onde. Ensuite, appuyez sur le bouton de démarrage pour commencer l'enregistrement des mesures.</li>
</ol>4. Microscopie électronique à balayage
REMARQUE : Image nu et nanoparticules d'or modifié microélectrodes de fibre de carbone à l'aide de l'instrument de microscopie électronique à balayage (SEM). Chargez l'échantillon sur du ruban conducteur noir et suivez les instructions décrites par le fabricant.
<ol><li>
Allumer l'instrument
	<ol>
<li>Tournez la clé de START et relâchez.</li>
		<li>Ouvrez le logiciel InTouchScope en cliquant deux fois dessus.</li>
		<li>Relâchez la clé. Il devrait atterrir sur le symbole I sur son propre.</li>
		<li>Attendez que le bouton EVAC cesse de clignoter.</li>
		<li>Une fois que le bouton EVAC cesse de clignoter, appuyez sur le bouton VENT.</li>
		<li>Attendez que le bouton VENT cesse de clignoter.</li>
		<li>Assurez-vous que la distance de travail (WD) est de 20 mm à 30 mm.</li>
		<li>En attendant, préparez l'échantillon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
examen
	<ol>
<li>Une fois que le bouton VENT cesse de clignoter, chargez l'échantillon dans l'instrument.</li>
		<li>Assurez-vous que la partie courbée du porte-échantillon est pointée vers l'instrument lors du chargement de l'échantillon.</li>
		<li>Appuyez sur le bouton EVAC une fois que l'échantillon (s) est chargé.</li>
		<li>Ajuster la distance de travail à 10 mm.</li>
		<li>Une fois que le bouton EVAC cesse de clignoter, allumez l'ordinateur.</li>
		<li>Cliquez sur le logiciel In Touch Scope, situé sur le bureau. Il ya deux logiciels In Touch Scope, cliquez sur celui sans le cercle vert et jaune.</li>
		<li>Une fois le logiciel ouvert, cliquez sur OBSERVE (en haut à droite de l'écran), pour allumer le faisceau. Assurez-vous que le bouton EVAC a cessé de clignoter avant de cliquer sur OBSERVE.</li>
		<li>Commencez à analyser l'échantillon.</li>
		<li>Assurez-vous que les paramètres de tension, de distance de travail (WD) et de courant de sonde (PC) sont acceptables.</li>
		<li>Zoom sur (50X) pour un réglage plus élevé et zoom avant pour un réglage inférieur.</li>
		<li>Définir la distance de travail à 10 mm.</li>
		<li>Avant de prendre une photo de l'échantillon( s), assurez-vous que l'image sera enregistrée dans le dossier de destination souhaité.</li>
		<li>Pour choisir le dossier souhaité, cliquez sur les paramètres (en haut à gauche de l'écran).</li>
		<li>Exportez les images de l'ordinateur via un lecteur flash.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Éteindre
	<ol>
<li>Cliquez sur OBSERVE pour éteindre la poutre.</li>
		<li>Appuyez sur le bouton VENT et attendez qu'il cesse de clignoter.</li>
		<li>En attendant que le bouton VENT cesse de clignoter, réglez la distance de travail à 20 mm et 30 mm.</li>
		<li>Une fois que le bouton VENT cesse de clignoter, déchargez l'échantillon de l'instrument.</li>
		<li>Appuyez sur le bouton EVAC et attendez qu'il cesse de clignoter.</li>
		<li>Une fois que le bouton EVAC cesse de clignoter, sortez du logiciel et éteignez l'ordinateur.</li>
		<li>Tournez la clé du symbole O pour éteindre complètement l'instrument.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Test de voltamétrie cyclique à balayage rapide
<ol><li>Connectez le microélectrode en fibre de carbone au potentiostat et en tête d'étape avec l'électrode de référence Ag/AgCl.</li>
	<li>À l'aide du micromanipulateur, abaisser le microélectrode en fibre de carbone dans la cellule d'écoulement bien en ajustant manuellement les boutons de mesure X, Y et Z.</li>
	<li>Préparer une solution tampon dans l'eau DI (131,5 mM NaCl, 3,25 mM KCl, 1,2 mM CaCl2, 1,25 mM NaH2PO4, 1,2 mM MgCl2, et 2,0 mM Na2SO4 avec le pH ajusté à 7,4).</li>
	<li>Remplissez la cellule d'écoulement d'un tampon salin tamponné par phosphate (PBS) (pH à 7,4).</li>
	<li>À l'aide d'une seringue tampon remplie de 60 ml, injecter un tampon PBS dans la cellule d'écoulement à environ 1 ml/min.</li>
	<li>Placez l'électrode dans la cellule d'écoulement et appliquez la forme d'onde en appuyant sur le bouton vert. Observez l'oscilloscope et coupez l'électrode ou ajustez le gain pour éviter la surcharge. Prévoyez environ 10 min d'équilibre entre chaque électrode.</li>
	<li>Définir la forme d'onde par défaut à la forme d'onde de dopamine. Scanner de 0,4 V à 1,3 V à 10 Hz et 400 V/s.</li>
	<li>Préparer la solution de stock de 10 mM de dopamine, sérotonine, noradrénaline, et d'autres dans l'acide perchlorique. Diluer les neurochimiques jusqu'à la concentration finale de 1 M dans le tampon en pipetting 1 M de la solution de stock de dopamine dans 10 ml de tampon PBS à l'aide d'une pipette.</li>
	<li>Pour commencer les mesures, appuyez sur le bouton d'enregistrement. Après 10 s, injectez 0,2 ml de 1 ml de dopamine dans la cellule d'écoulement ou toute autre concentration de neurotransmetteur. Ajuster la concentration, le taux d'analyse, la forme d'onde (potentiel de retenue ou de commutation) en conséquence. Définir le temps d'exécution total pour 30 s.</li>
	<li>Analysez la course à l'aide du logiciel d'analyse du VHD. Modifier les paramètres au besoin.</li>
	<li>Une fois l'expérience terminée, nettoyez la cellule d'écoulement en injectant 3 ml d'eau, puis de l'air dans les ports tampons et d'injection de la cellule d'écoulement trois fois chacun.</li>
	<li>Éteignez la forme d'onde et l'instrument.</li>
</ol>

<ol><li>Zestos, A. G., Nguyen, M. D., Poe, B. L., Jacobs, C. B., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epoxy+insulated+carbon+fiber+and+carbon+nanotube+fiber+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Epoxy insulated carbon fiber and carbon nanotube fiber microelectrodes.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 182, 652-658 (2013).</li>
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</ol>

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Dans cette étude, nous démontrons une nouvelle méthode pour construire des microélectrodes de fibre de carbone modifiées d'or-nanoparticule pour la détection des neurotransmetteurs tels que la dopamine utilisant la voltamétrie cyclique de balayage rapide. La méthode est une approche efficace, verte et relativement peu coûteuse pour améliorer la sensibilité de la détection des biomolécules. L'épaisseur de l'or déposé sur la surface de la fibre de carbone peut être contrôlée par le temps de l'électrodéposition et la concen...

Les microélectrodes en fibre de carbone (CFME)1 sont mieux utilisées comme biocapteurs pour détecter l'oxydation de plusieurs neurotransmetteurs cruciaux2, y compris la dopamine3, la noradrénaline4, la sérotonine5, l'adénosine6, histamine7, et d'autres8. La biocompatibilité et la taille des fibres de carbone les rendent optimales pour l'implantation car il y a des dommages de tissu atténués comparés aux électrodes standard plus grandes. 9 CFMLes sont connus pour posséder des propriétés électrochimiques utiles et sont capables de faire des mesures rapides lorsqu'ils sont utilisés avec des techniques électrochimiques rapides, le plus souvent à balayage rapide voltamétrie cyclique (FSCV)10,11. FSCV est une technique qui scanne le potentiel appliqué rapidement et fournit un voltammogramme cyclique spécifique pour des analytes spécifiques12,13. Le grand courant de charge produit par balayage rapide est stable sur les fibres de carbone et peut être sous-traitance de fond pour produire des voltammogrammes cycliques spécifiques.
En raison de son électrochimie optimale et de son importance neurobiologique, la dopamine a été largement étudiée. La dopamine catécholamine est un messager chimique essentiel qui joue un rôle central dans le contrôle du mouvement, de la mémoire, de la cognition et de l'émotion dans le système nerveux. Un surplus ou une carence en dopamine peut causer de nombreuses interférences neurologiques et psychologiques; parmi ceux-ci sont la maladie de Parkinson, la schizophrénie, et le comportement addictif. Aujourd'hui, la maladie de Parkinson continue d'être un trouble répandu en raison de la dégénérescence des neurones du cerveau moyen impliqués dans la synthèse de la dopamine14. Les symptômes de la maladie de Parkinson comprennent des tremblements, la lenteur du mouvement, la raideur et des problèmes de maintien de l'équilibre. D'autre part, les stimulants tels que la cocaïne15 et l'amphétamine16,17 favorisent le débordement de dopamine. L'abus de drogues finit par remplacer le flux régulier de dopamine et les conditions du cerveau pour exiger un surplus de dopamine, ce qui conduit finalement à des comportements addictifs.
Ces dernières années, l'accent a été mis sur l'amélioration de la fonctionnalité des électrodes dans la détection des neurotransmetteurs18. La méthode la plus répandue pour améliorer la sensibilité aux électrodes est en enrobant la surface des fibres. Étonnamment, il y a eu peu de recherches effectuées sur l'électrodposition de nanoparticules métalliques sur les fibres de carbone19. Les nanoparticules de métal nobles telles que l'or, peuvent être électrodéposées sur la surface de fibre avec d'autres matériaux fonctionnels20. Par exemple, augmenter la surface électroactive pour l'adsorption neurotransmetteur à se produire. Les nanoparticules métalliques électrodéposéesse se forment rapidement, peuvent être purifiées et adhèrent à la fibre de carbone. L'électrochimie continue d'être importante à la fois pour le dépôt de nanoparticules de métaux nobles et l'amélioration de la surface des fibres de carbone, car elle permet le contrôle de la nucléation et la croissance de ces nanoparticules. Enfin, l'augmentation des caractéristiques catalytiques et conductrices, et l'amélioration du transport de masse sont parmi d'autres avantages de l'utilisation de nanoparticules métalliques pour l'électroanalyse.
Le cours de séquence de laboratoire avancé de l'Université américaine (chimie biologique expérimentale I et II CHEM 471/671-472/672) est une combinaison de laboratoires analytiques, physiques et biochimiques. Le premier semestre est un aperçu des techniques de laboratoire. Le deuxième semestre est un projet de recherche dirigé par les étudiants21. Pour ces projets, les étudiants ont déjà examiné le mécanisme de la biomolécule, des protéines, du peptide et de la synthèse facilitée par les acides aminés des nanoparticules d'or22,23. Des travaux plus récents ont porté sur la formation de la production de nanoparticules d'or (AuNP) sur les surfaces d'électrodes et l'évaluation des effets des SNP sur la capacité des CFME à détecter les neurotransmetteurs. Dans le présent travail, le laboratoire a appliqué cette technique pour démontrer que la sensibilité des CFME dans la détection de la dopamine-oxydation est améliorée par l'électrodéposition de l'AuNP sur la surface de la fibre. Chaque CFME nu est caractérisé par le taux de balayage variable, la stabilité et la dopamine-concentration en détectant des courants dopamine-oxydatifs pour mesurer l'oxydation de dopamine sur la surface du CFME. Au3 a ensuite été électroréduit à Au0 et simultanément électrodéposé sur la surface de la fibre sous forme de nanoparticules, suivie d'une série d'expériences de caractérisation. Après une comparaison directe, les AuNP-CFMEs se sont avérés posséder une sensibilité plus élevée de la détection de dopamine. Le revêtement uniforme d'AuNP sur la surface de fibre par électrodéposition rend une surface électroactive plus élevée ; ainsi, augmentant l'adsorption de dopamine sur la surface modifiée d'électrode. Ceci a mené aux courants oxydants plus élevés de dopamine. La séparation potentielle des pics d'oxydation et de réduction de dopamine (Ep) des AuNP-CFMEs était également plus petite, suggérant une cinétique plus rapide de transfert d'électrons. Les travaux futurs de cette étude comprennent l'essai in vivo des CFMP nus et d'AuNP pour la détection de la dopamine.

<table><tbody><tr><td>Chlorhydrate de dopamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H8502-5G</td><td></td></tr><tr><td>Saline tamponnée au phosphate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P5493-1L</td><td></td></tr><tr><td>Pine WaveNeuro Potentiostat</td><td>Pine Instruments</td><td>NEC-WN-BASIC</td><td>Cette commande est livrée en vrac avec tous les autres accessoires tels que les scènes, les adaptateurs, les cordons et autres appareils électroniques</td></tr><tr><td>Pine Flow Cell et Micromanipulator</td><td>Pine Instruments</td><td>NEC-FLOW-1</td><td>Il s’agit également d’une autre commande groupée comprenant le micromanipulateur, la cellule d’écoulement, les boutons, les tubulures, les connecteurs, etc.</td></tr><tr><td>Verre-Capillaire</td><td>A-M Systems</td><td>602500</td><td></td></tr><tr><td>T-650 Fibre de carbone</td><td>Goodfellow</td><td>C 005711</td><td></td></tr><tr><td>Epon 828 Epoxy</td><td>Miller-Stephenson</td><td>EPON 828 TDS</td><td></td></tr><tr><td>Diethelynetriamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D93856-5ML</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure d’or (III)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>254169</td><td>Se présente sous la forme d’un pH-mètre HAuCl4 ou AuCl3</td></tr><tr><td></td><td>Fisher</td><td>S90528</td><td></td></tr><tr><td>Farraday Cage</td><td>AMETEK TMC</td><td>81-334-03</td><td></td></tr><tr><td>Pompe à seringue</td><td>NEW ERA PUMP</td><td>NE-1000</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipettes et pointes</td><td>Eppendorf</td><td>2231000222 Il s’agit</td><td>également d’une commande groupée contenant plusieurs pipettes et pointes</td></tr><tr><td>10 -1 000 mL béchers</td><td>VWR</td><td>10536-390</td><td></td></tr><tr><td>Fibre de carbone</td><td>Goodfellow</td><td>C 005711</td><td></td></tr><tr><td>SEM</td><td>JEOL</td><td>JSM-IT100</td><td></td></tr></tbody></table>

microélectrodes de fibres de carbone modifiées par nanoparticules d'or pour une détection neurochimique améliorée

Gold Nanoparticle Modified Carbon Fiber Microelectrodes for Enhanced Neurochemical Detection

Depuis plus de 30 ans, les microélectrodes en fibre de carbone (CFME) sont la norme pour la détection des neurotransmetteurs. Généralement, les fibres de carbone sont aspirées dans des capillaires en verre, tirées à un cône fin, puis scellées à l'aide d'une époxy pour créer des matériaux d'électrode qui sont utilisés pour les tests de volclic rapide de la volclicmétrie. L'utilisation de CFMEt nus a cependant plusieurs limites. Tout d'abord, la fibre de carbone contient principalement du carbone d'avion basal, qui a une surface relativement faible et donne des sensibilités plus faibles que les autres nanomatériaux. En outre, le carbone graphitique est limité par sa résolution temporelle et sa conductivité relativement faible. Enfin, les neurochimiques et les macromolécules ont été connus pour s'encrasser à la surface des électrodes de carbone où ils forment des polymères non-conductifs qui bloquent d'autres adsorption neurotransmetteur. Pour cette étude, nous modifions les CFME avec des nanoparticules d'or afin d'améliorer les tests neurochimiques avec une voltamétrie cyclique à balayage rapide. Au3a a été électrodéposé ou dipcoaté à partir d'une solution colloïdale sur la surface des CFME. Puisque l'or est un métal stable et relativement inerte, c'est un matériau électrode idéal pour les mesures analytiques des neurochimiques. La nanoparticule d'or modifiée (AuNP-CFMEs) a eu une stabilité à la réponse de dopamine pendant plus de 4 h. De plus, les AuNP-CFMEs présentent une sensibilité accrue (courant oxydatif de pointe plus élevé des voltammogrammes cycliques) et une cinétique de transfert d'électrons plus rapide (séparation inférieure ou paroxysme) que les CFME non modifiés nus. Le développement d'AuNP-CFMEs fournit la création de nouveaux capteurs électrochimiques pour détecter les changements rapides dans la concentration de dopamine et d'autres neurochimiques à des limites inférieures de détection. Ce travail a de vastes applications pour l'amélioration des mesures neurochimiques. La génération de CFME modifiés par nanoparticules d'or sera d'une importance vitale pour le développement de nouveaux capteurs d'électrodes pour détecter les neurotransmetteurs in vivo chez les rongeurs et d'autres modèles pour étudier les effets neurochimiques de l'abus de drogues, de la dépression, des accidents vasculaires cérébraux, de l'ischémie, et d'autres états comportementaux et de la maladie.

Pour la figure 1, nous montrons un schéma où le test FSCV est utilisé pour mesurer la concentration de neurotransmetteurs in vitro. La figure 1 affiche la forme d'onde dopaminergique appliquée. La forme d'onde triangle scanne de -0,4 V à 1,3 V à 400 V/s. Dans la deuxième partie de la figure à gauche, il affiche l'oxydation de la dopamine à la dopamine-ortho-quinone (DOQ), un processus de transfert de deux électrons se produit de ...

Dans cette étude, nous modifions les microélectrodes en fibre de carbone avec des nanoparticules d'or pour améliorer la sensibilité de la détection des neurotransmetteurs.

Microélectrodes de fibres de carbone modifiées par nanoparticules d'or pour une détection neurochimique améliorée

For over 30 years, carbon-fiber microelectrodes (CFMEs) have been the standard for neurotransmitter detection. Generally, carbon fibers are aspirated into ...

La méthode est significative parce qu’elle permet la détection neurochimique avec la résolution spatiale et temporelle élevée qui peut potentiellement augmenter des méthodes in vivo de détection neurochimique. Le principal avantage de cette technique est qu’il s’agit d’une méthode rapide, facile et reproductible pour améliorer la sensibilité et la résolution temporelle de la détection des neurotransmetteurs. Sanuja Mohanaraj et Pauline Wonnenberg, étudiantes diplômées de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure.Pour commencer, séparez le matériau en fibre de carbone en brins individuels et tirez une seule fibre de carbone de sept micromètres de diamètre à partir d’un brin. Connectez une ligne de vide à un capillaire en verre borosilicate et aspirez la fibre de carbone dans le capillaire. Ensuite, coupez un morceau de carton de 10 centimètres sur 25 centimètres pour servir de support d’électrode.Collez une serviette en papier autour du carton comme support, puis insérez le capillaire dans le support d’électrode et fixez-le soigneusement dans un pull capillaire vertical. Configurer le pull capillaire pour tirer le capillaire en verre à un cône fin pour les matériaux d’électrode et de le démarrer. Une fois que la bobine de chauffage s’est refroidie, coupez la fibre de carbone reliant les électrodes tirées par tube.Retirez soigneusement les microélecrodes du puller capillaire. Guidé par un stéréoscope ou un microscope, utilisez une lame tranchante ou des ciseaux chirurgicaux pour réduire la fibre de carbone saillante sur chaque électrode à environ 100 à 150 micromètres de longueur. Ensuite, dans un flacon de 25 millilitres, utiliser un coton-tige pour mélanger 10 grammes d’époxy avec 0,2 millilitres de durcisseur.Remplir un autre flacon d’acétone. Pour chaque électrode, plonger la pointe de fibre de carbone dans l’époxy pendant 15 secondes, puis la tremper dans l’acétone pendant trois secondes pour éliminer l’excès d’époxy. Après époxyde, les électrodes epoxiées sont ensuite durcies au four pendant trois heures à 125 degrés Celsius.Ensuite, utilisez un micromanipulateur pour placer une microélecrode en fibre de carbone dans une électrode de référence argent-argent-chlorure dans une solution de 0,5 millimolaire d’acide chloroaurique dans 0,1 chlorure de potassium aqueux molaire. Connectez les électrodes à un potentiostat avec une microélecrode en fibre de carbone comme électrode de travail. Scannez l’électrode de 0,2 volt à moins un volt à 50 millivolts par seconde pendant 10 cycles pour effectuer le dépôt d’électrodes.Il est essentiel d’optimiser les paramètres de dépôt du revêtement en or. Trop de revêtement causera le bruit et la surcharge de signal tandis que trop peu de revêtement n’améliorera pas la détection neurochimique. Avant le test, préparer une solution de stock de 10 millimillires de dopamine dans l’acide perchlorique et environ un litre de pH 7,4 tampon à base de PBS dans l’eau déionisée.Pipette un microlitre de la solution de stock de dopamine en 10 millilitres de tampon pour faire une solution de dopamine d’environ un micromolaire. Connectez ensuite une microélecrode en fibre de carbone et une électrode de référence au chlorure argenté-argent à un potentiostat. Fixez l’électrode en fibre de carbone et l’électrode de référence dans le stade de tête de l’appareil de cellule d’écoulement et utilisez le micromanipulateur pour les abaisser dans la cellule d’écoulement.Dessinez 60 millilitres du tampon PBS dans une seringue. Remplissez la cellule d’écoulement avec le tampon, et montez la seringue dans une pompe de seringue. Commencez à couler tampon à travers la cellule d’écoulement à une vitesse d’un millilitre par minute.Configurez ensuite le potentiostat pour scanner moins 0,4 volts à 1,3 volts à 10 hertz et 400 volts par seconde. Appliquez brièvement la forme d’onde sur la microélecrode, observez l’oscilloscope et ajustez le gain pour éviter la surcharge. Laissez le microélecrode équilibrer pendant 10 minutes dans le tampon.Puis dessiner la solution de dopamine diluée dans une seringue et la connecter au port d’injection de la cellule d’écoulement. Réglez le temps de course total sur le potentiostat à 30 secondes. Commencez à enregistrer les mesures, attendez 10 secondes, puis injectez 0,2 millilitres de solution dopaminerique dans la cellule d’écoulement.Lorsque la course se termine, traiter les données avec un logiciel d’analyse de voltammétrie cyclique haute définition. Laissez la microélecrode rééquilibrer pendant 10 minutes avant d’effectuer un autre test. Lorsque les essais sont terminés, nettoyez la cellule d’écoulement en injectant trois millilitres d’eau et trois millilitres d’air dans le tampon et les ports d’injection à trois reprises.Les fibres de carbone enduites ont été imaged avec la microscopie électronique de balayage. L’épaisseur et la taille des particules des revêtements de nanoparticules d’or peuvent être contrôlées par le temps de dépôt des électrodes. 20 minutes de dépôt d’électrodes ont donné un épais revêtement doré avec des crêtes pointues tandis que cinq minutes ont donné un revêtement en or uniforme mince.Les microélecrodes en fibre de carbone enduites de nanoparticules d’or avaient des courants oxydatifs de pointe significativement plus élevés et une cinétique de transfert d’électrons plus rapide que les électrodes non modifiées. Le revêtement nanoparticule d’or n’a eu aucun effet significatif sur la stabilité des réponses d’électrode comme démontré ici dans une solution de dopamine. Les électrodes recouvertes de nanoparticules nues et dorées ont réagi de façon linéaire aux changements de taux d’analyse avec une ampleur beaucoup plus grande de changement dans les électrodes recouvertes d’or.Ceci a indiqué que l’absorption de dopamine pourrait être commandée par l’intermédiaire du taux de balayage. Les électrodes nues et dorées recouvertes de nanoparticules ont répondu linéairement entre les concentrations de dopamine de 100 nanomolaires à 10 micromolaires. Une courbe asymptotique a été observée à des concentrations plus élevées, ce qui indique que la dopamine est sursaturée à la surface de l’électrode.La capacité de détecter les changements neurochimiques à une échelle de temps plus rapide et à des sensibilités plus élevées aidera à répondre à des questions complexes en neurosciences. Cette méthode a également des utilisations dans la chimie analytique, métabolomique, et la science de l’environnement. Bien qu’il soit facile à apprendre, la démonstration visuelle est essentielle pour apprendre à faire, modifier et tester les microélecrodes.Les orientations futures de cette méthode comprennent l’ajustement du dépôt d’or et d’autres revêtements pour tenir compte de l’épaisseur, de la taille, de la forme et de la morphologie afin d’optimiser la détection de neurotransmetteurs spécifiques. Les chercheurs devraient s’exercer à manipuler de petites fibres au microscope avant d’essayer cette technique. En outre, la solution de stock de neurotransmetteur devrait être préparée dans une hotte de fumée parce qu’ils emploient l’acide perchlorique molar de molar.

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