Name: gold nanoparticle modified carbon fiber microelectrodes for enhanced neurochemical detection
Uploaded: 2019-05-13T14:45:00
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हम अमेरिकी विश्वविद्यालय, संकाय अनुसंधान सहायता अनुदान, नासा डीसी अंतरिक्ष अनुदान, और NSF-MRI ] 1625977 धन्यवाद देना चाहूंगा.

1. कार्बन फाइबर microelectrodes का निर्माण
<ol><li>
कार्बन फाइबर की तैयारी
	<ol>
<li>कार्बन फाइबर microelectrodes बनाने के लिए, पहले कार्बन फाइबर अलग (कार्बन फाइबर, 7 व्यास में मिमी) एक हाथ का उपयोग कर एक के बाद एक, दस्ताने, और spatula.</li>...

<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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epoxy+insulated+carbon+fiber+and+carbon+nanotube+fiber+microelectrodes.">Epoxy insulated carbon fiber and carbon nanotube fiber microelectrodes.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 182, 652-658 (2013).</li><li>Bucher, E. S., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+analysis+of+neurotransmitters.">Electrochemical analysis of neurotransmitters.</a> Annual review of analytical chemistry. 8, 239-261 (2015).</li><li>Zestos, A. G., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communication&#8212;Carbon+Nanotube+Fiber+Microelectrodes+for+High+Temporal+Measurements+of+Dopamine.">Communication&#8212;Carbon Nanotube Fiber Microelectrodes for High Temporal Measurements of Dopamine.</a> Journal of The Electrochemical Society. 165, G3071-G3073 (2018).</li><li>Park, J., Takmakov, P., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+comparison+of+norepinephrine+and+dopamine+release+in+rat+brain+by+simultaneous+measurements+with+fast-scan+cyclic+voltammetry.">In vivo comparison of norepinephrine and dopamine release in rat brain by simultaneous measurements with fast-scan cyclic voltammetry.</a> Journal of neurochemistry. 119, 932-944 (2011).</li><li>Abdalla, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Ambient+Serotonin+Measurements+at+Carbon-Fiber+Microelectrodes.">In Vivo Ambient Serotonin Measurements at Carbon-Fiber Microelectrodes.</a> Analytical chemistry. 89, 9703-9711 (2017).</li><li>Ganesana, M., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+changes+in+transient+adenosine+during+cerebral+ischemia+and+reperfusion+injury.">Early changes in transient adenosine during cerebral ischemia and reperfusion injury.</a> PloS one. 13, e0196932 (2018).</li><li>Denno, M. E., Privman, E., Borman, R. P., Wolin, D. C., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+histamine+and+carcinine+in+Drosophila+melanogaster+tissues.">Quantification of histamine and carcinine in Drosophila melanogaster tissues.</a> ACS chemical neuroscience. 7, 407-414 (2016).</li><li>Sanford, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltammetric+detection+of+hydrogen+peroxide+at+carbon+fiber+microelectrodes.">Voltammetric detection of hydrogen peroxide at carbon fiber microelectrodes.</a> Analytical chemistry. 82, 5205-5210 (2010).</li><li>Heien, M. L., Johnson, M. A., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resolving+neurotransmitters+detected+by+fast-scan+cyclic+voltammetry.">Resolving neurotransmitters detected by fast-scan cyclic voltammetry.</a> Analytical chemistry. 76, 5697-5704 (2004).</li><li>Raju, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+modified+carbon+fiber-microelectrodes+and+waveform+modifications+enhance+neurotransmitter+metabolite+detection.">Polymer modified carbon fiber-microelectrodes and waveform modifications enhance neurotransmitter metabolite detection.</a> Analytical Methods. 11, 1620-1630 (2019).</li><li>Jacobs, C. B., Ivanov, I. N., Nguyen, M. D., Zestos, A. G., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+temporal+resolution+measurements+of+dopamine+with+carbon+nanotube+yarn+microelectrodes.">High temporal resolution measurements of dopamine with carbon nanotube yarn microelectrodes.</a> Analytical chemistry. 86, 5721-5727 (2014).</li><li>Zestos, A. G., Yang, C., Jacobs, C. B., Hensley, D., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanospikes+grown+on+metal+wires+as+microelectrode+sensors+for+dopamine.">Carbon nanospikes grown on metal wires as microelectrode sensors for dopamine.</a> Analyst. 140, 7283-7292 (2015).</li><li>Zestos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanoelectrodes+for+the+Electrochemical+Detection+of+Neurotransmitters.">Carbon Nanoelectrodes for the Electrochemical Detection of Neurotransmitters.</a> International Journal of Electrochemistry. , (2018).</li><li>Kim, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+neurons+derived+from+embryonic+stem+cells+function+in+an+animal+model+of+Parkinson's+disease.">Dopamine neurons derived from embryonic stem cells function in an animal model of Parkinson's disease.</a> Nature. 418, 50 (2002).</li><li>Zestos, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ruboxistaurin+Reduces+Cocaine-Stimulated+Increases+in+Extracellular+Dopamine+by+Modifying+Dopamine-Autoreceptor+Activity.">Ruboxistaurin Reduces Cocaine-Stimulated Increases in Extracellular Dopamine by Modifying Dopamine-Autoreceptor Activity.</a> ACS Chemical Neuroscience. 10, 1960-1969 (2019).</li><li>Zestos, A. G., Kennedy, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdialysis+Coupled+with+LC-MS/MS+for+In+Vivo+Neurochemical+Monitoring.">Microdialysis Coupled with LC-MS/MS for In Vivo Neurochemical Monitoring.</a> The AAPS Journal. 19, 1284-1293 (2017).</li><li>Carpenter, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+and+systemic+administration+of+a+CNS-permeant+tamoxifen+analog+reduces+amphetamine-induced+dopamine+release+and+reinforcing+effects.">Direct and systemic administration of a CNS-permeant tamoxifen analog reduces amphetamine-induced dopamine release and reinforcing effects.</a> Neuropsychopharmacology. 42, 1940 (2017).</li><li>Zestos, A. G., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotube-Based+Microelectrodes+for+Enhanced+Neurochemical+Detection.">Carbon Nanotube-Based Microelectrodes for Enhanced Neurochemical Detection.</a> ECS Transactions. 80, 1497-1509 (2017).</li><li>Zachek, M. K., Hermans, A., Wightman, R. M., McCarty, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Dopamine+Detection:+Comparing+Gold+and+Carbon+Fiber+Microelectrodes+using+Background+Subtracted+Fast+Scan+Cyclic+Voltammetry.">Electrochemical Dopamine Detection: Comparing Gold and Carbon Fiber Microelectrodes using Background Subtracted Fast Scan Cyclic Voltammetry.</a> J Electroanal Chem (Lausanne Switz). 614, 113-120 (2008).</li><li>Li, J., Xie, H., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive+hydrazine+electrochemical+sensor+based+on+electrodeposition+of+gold+nanoparticles+on+choline+film+modified+glassy+carbon+electrode.">A sensitive hydrazine electrochemical sensor based on electrodeposition of gold nanoparticles on choline film modified glassy carbon electrode.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 153, 239-245 (2011).</li><li>Hartings, M. R., Fox, D. M., Miller, A. E., Muratore, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hybrid+integrated+laboratory+and+inquiry-based+research+experience:+replacing+traditional+laboratory+instruction+with+a+sustainable+student-led+research+project.">A hybrid integrated laboratory and inquiry-based research experience: replacing traditional laboratory instruction with a sustainable student-led research project.</a> Journal of Chemical Education. 92, 1016-1023 (2015).</li><li>Hart, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-templated+gold+nanoparticle+synthesis:+protein+organization,+controlled+gold+sequestration,+and+unexpected+reaction+products.">Protein-templated gold nanoparticle synthesis: protein organization, controlled gold sequestration, and unexpected reaction products.</a> Dalton Transactions. 46, 16465-16473 (2017).</li><li>Hartings, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concurrent+zero-dimensional+and+one-dimensional+biomineralization+of+gold+from+a+solution+of+Au3++and+bovine+serum+albumin.">Concurrent zero-dimensional and one-dimensional biomineralization of gold from a solution of Au3+ and bovine serum albumin.</a> Science and technology of advanced materials. 14, 065004 (2013).</li><li>Xiao, N., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid,+sensitive+detection+of+neurotransmitters+at+microelectrodes+modified+with+self-assembled+SWCNT+forests.">Rapid, sensitive detection of neurotransmitters at microelectrodes modified with self-assembled SWCNT forests.</a> Analytical chemistry. 84, 7816-7822 (2012).</li><li>Zestos, A. G., Jacobs, C. B., Trikantzopoulos, E., Ross, A. E., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylenimine+Carbon+Nanotube+Fiber+Electrodes+for+Enhanced+Detection+of+Neurotransmitters.">Polyethylenimine Carbon Nanotube Fiber Electrodes for Enhanced Detection of Neurotransmitters.</a> Analytical chemistry. 86, 8568-8575 (2014).</li><li>Yang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes+grown+on+metal+microelectrodes+for+the+detection+of+dopamine.">Carbon nanotubes grown on metal microelectrodes for the detection of dopamine.</a> Analytical chemistry. 88, 645-652 (2015).</li></ol>

इस अध्ययन में, हम तेजी से स्कैन चक्रीय voltammetry का उपयोग कर डोपामाइन जैसे न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए सोने-नानोकण संशोधित कार्बन फाइबर microelectrodes का निर्माण करने के लिए एक उपन्यास विधि का प्रदर्शन. विध...

कार्बन फाइबर microelectrodes (CFMEs)1 सबसे अच्छा biosensors के रूप में उपयोग किया जाता है कई महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटरकेऑक्सीकरण का पता लगाने के लिए 2 , डोपामाइन सहित3, norepinephrine4, सेरोटोनिन5, एडेनोसाइन6, हिस्टामाइन7, और अन्य8. जैव असंगति और कार्बन फाइबर के आकार उन्हें प्रत्यारोपण के लिए इष्टतम बनाने के रूप में वहाँ बड़ा मानक इलेक्ट्रोड की तुलना में ऊतक क्षति को कम है. 9 CFMEs उपयोगी इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों के अधिकारी के लिए जाना जाता है और जल्दी माप बनाने में सक्षम हैं जब तेजी से विद्युत रासायनिक तकनीकों के साथ प्रयोग किया जाता है, सबसे अधिक तेजी से स्कैन चक्रीय वोल्टेमिति (FSCV)10,11. एफएससीवी एक तकनीक है जो लागू क्षमता को तेजी से स्कैन करती है और विशिष्ट एनालाइट्स12,13के लिए एक विशिष्ट चक्रीय वोल्टाम्मोग्राम प्रदान करती है . तेजी से स्कैनिंग द्वारा उत्पादित बड़े चार्ज वर्तमान कार्बन फाइबर पर स्थिर है और पृष्ठभूमि हो सकता है विशिष्ट चक्रीय voltammograms का उत्पादन करने के लिए subtracted.
इसके इष्टतम विद्युत रसायन और neurobiological महत्व के कारण, डोपामाइन व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है. catecholamine डोपामाइन एक आवश्यक रासायनिक दूत है कि आंदोलन के नियंत्रण में एक निर्णायक भूमिका निभाता है, स्मृति, अनुभूति, और तंत्रिका तंत्र के भीतर भावना. डोपामाइन की एक अधिशेष या कमी कई स्नायविक और मनोवैज्ञानिक हस्तक्षेप पैदा कर सकता है; इनमें पार्किंसंस रोग, एक प्रकार का पागलपन, और नशे की लत व्यवहार कर रहे हैं. आज, पार्किंसंस रोग डोपामाइन संश्लेषण में शामिल midbrain न्यूरॉन्स के अध: पतन के कारण एक प्रचलित विकार होना जारीहै 14. पार्किंसंस रोग के लक्षणों में कंपन, आंदोलन की सुस्ती, कठोरता, और संतुलन बनाए रखने में समस्याएं शामिल हैं। दूसरी ओर, कोकीन15 और एम्फ़ैटेमिन16,17 जैसे उत्तेजक डोपामाइन के अतिप्रवाह को बढ़ावा देते हैं। नशीली दवाओं के दुरुपयोग अंततः डोपामाइन और शर्तों मस्तिष्क के नियमित प्रवाह के विकल्प डोपामाइन के एक अधिशेष की आवश्यकता होती है, जो अंततः नशे की लत व्यवहार की ओर जाता है.
हाल के वर्षों में, न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने में इलेक्ट्रोड कार्यक्षमता में सुधार लाने पर जोर दिया गया है18. इलेक्ट्रोड संवेदनशीलता को बढ़ाने का सबसे व्यापक तरीका फाइबर सतह कोटिंग द्वारा है. हैरानी की बात है, वहाँ कार्बन फाइबर19पर धातु नैनोकण इलेक्ट्रोडेशन पर सीमित अनुसंधान किया गया है. इस तरह के सोने के रूप में नोबल धातु-nanoparticles, अन्य कार्यात्मक सामग्री20के साथ फाइबर सतह पर electrodeposited किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, होने के लिए न्यूरोट्रांसमीटर अधिशोषण के लिए इलेक्ट्रोएक्टिव सतह क्षेत्र में वृद्धि. इलेक्ट्रोजमान धातु नैनोकणों तेजी से फार्म, शुद्ध किया जा सकता है, और कार्बन फाइबर का पालन करें। इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री महान धातु नैनोकणों और कार्बन फाइबर की सतह वृद्धि दोनों के जमाव के लिए महत्वपूर्ण हो रहा है, क्योंकि यह इन नैनोकणों के नाभिकन और विकास के नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। अंत में, वृद्धि हुई उत्प्रेरक और प्रवाहकीय विशेषताओं, और बेहतर बड़े पैमाने पर परिवहन विद्युत विश्लेषण के लिए धातु नैनोकणों का उपयोग करने के अन्य लाभों में से एक हैं।
अमेरिकी विश्वविद्यालय के उन्नत प्रयोगशाला अनुक्रम पाठ्यक्रम (प्रयोगात्मक जैविक रसायन विज्ञान मैं और द्वितीय CHEM 471/671-472/672) विश्लेषणात्मक, शारीरिक, और जैव रसायन प्रयोगशालाओं का एक संयोजन है। पहले सेमेस्टर प्रयोगशाला तकनीकों का अवलोकन है. दूसरे सेमेस्टर एक छात्र संचालित और नेतृत्व अनुसंधान परियोजना21है. इन परियोजनाओं के लिए, छात्रों को पहले जैव अणु, प्रोटीन, पेप्टाइड, और एमिनो एसिड के तंत्र की जांच की है सोने नैनोकणों के सुविधाजनक संश्लेषण22,23. अधिक हाल ही में काम इलेक्ट्रोड सतहों पर सोने नैनोकण (AuNP) उत्पादन के गठन और न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए CFMEs की क्षमता पर AuNPs प्रभाव के मूल्यांकन पर ध्यान केंद्रित किया है. वर्तमान कार्य में, प्रयोगशाला इस तकनीक को प्रदर्शित करने के लिए लागू किया गया है कि डोपामाइन ऑक्सीकरण का पता लगाने में CFMEs की संवेदनशीलता फाइबर सतह पर AuNP के इलेक्ट्रोडस्थिति के माध्यम से बढ़ाया है. प्रत्येक नंगे CFME अलग स्कैन दर, स्थिरता और डोपामाइन-संकेंद्रण जब डोपामाइन ऑक्सीडेटिव धाराओं का पता लगाने CFME की सतह पर डोपामाइन ऑक्सीकरण को मापने के द्वारा विशेषता है. Au3 + तो Au0 के लिए विद्युत और समवर्ती नैनोकणों के रूप में फाइबर सतह पर electrodeposited, विशेषता प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद किया गया था. एक सीधा तुलना के बाद, AuNP-CFMEs डोपामाइन का पता लगाने के उच्च संवेदनशीलता के अधिकारी पाया गया. इलेक्ट्रोडपोजिशन के माध्यम से फाइबर सतह पर AuNP की वर्दी कोटिंग एक उच्च विद्युत सक्रिय सतह क्षेत्र renders; इस प्रकार, संशोधित इलेक्ट्रोड सतह पर डोपामाइन के अधिशोषण में वृद्धि. यह उच्च डोपामाइन ऑक्सीडेटिव धाराओं के लिए नेतृत्व किया. आउएनपी-सीएफएमई के डोपामाइन ऑक्सीकरण और न्यूनीकरण चोटियों (़ेच) का संभावित पृथक्करण भी छोटा था, जो तीव्र इलेक्ट्रॉन अंतरण गतिकी का सुझाव देते थे। इस अध्ययन के भविष्य के काम करता है डोपामाइन का पता लगाने के लिए दोनों नंगे और AuNP-CFMEs के vivo परीक्षण में शामिल हैं.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dopamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H8502-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</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>This orders comes in bulk with all other accessories such as headstages, adapters, cords, and other electronics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pine Flow Cell and Micromanipulator</td>
			<td>Pine Instruments</td>
			<td>NEC-FLOW-1</td>
			<td>This is also another bulk order including the micromanipulator, flow cell, knobs, tubing, connectors, etc.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass-Capillary</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>602500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-650 Carbon Fiber</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>Gold (III) chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>254169</td>
			<td>Comes as either HAuCl4 or AuCl3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</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>Syringe Pump</td>
			<td>NEW ERA PUMP</td>
			<td>NE-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Pipettes and Tips</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>2231000222</td>
			<td>This is also a bulk order containing multiple pipettes and tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 -1,000 mL beakers</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10536-390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon fiber</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>

gold nanoparticle modified carbon fiber microelectrodes for enhanced neurochemical detection

30 से अधिक वर्षों के लिए, कार्बन फाइबर microelectrodes (CFMEs) न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए मानक किया गया है. आम तौर पर, कार्बन फाइबर कांच केशिकाओं में aspirated हैं, एक ठीक टेपर करने के लिए खींच लिया, और फिर एक epoxy का उपयोग करने के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री है कि तेजी से स्कैन चक्रीय voltamtry परीक्षण के लिए उपयोग किया जाता है बनाने के लिए सील. नंगे CFMEs के उपयोग के कई सीमाएं हैं, हालांकि. और सबसे पहले, कार्बन फाइबर ज्यादातर बेसल विमान कार्बन, जो एक अपेक्षाकृत कम सतह क्षेत्र है और अन्य नैनो सामग्री की तुलना में कम संवेदनशीलता पैदावार शामिल हैं. इसके अलावा, ग्रेफाइटिक कार्बन अपने लौकिक संकल्प द्वारा सीमित है, और इसकी अपेक्षाकृत कम चालकता. अंत में, neurochemicals और मैक्रो अणुओं कार्बन इलेक्ट्रोड की सतह पर बेईमानी करने के लिए जाना जाता है, जहां वे गैर चालक बहुलक है कि आगे न्यूरोट्रांसमीटर अधिशोषण ब्लॉक फार्म. इस अध्ययन के लिए, हम तेजी से स्कैन चक्रीय voltammetry के साथ neurochemical परीक्षण को बढ़ाने के लिए सोने नैनोकणों के साथ CFMEs संशोधित। Au3 + विद्युत जमा या CFMEs की सतह पर एक कोलाइडयन समाधान से dipcoated था. चूंकि सोना एक स्थिर और अपेक्षाकृत अक्रिय धातु है, यह neurochemicals की विश्लेषणात्मक माप के लिए एक आदर्श इलेक्ट्रोड सामग्री है. गोल्ड नैनोकण संशोधित (AuNP-CFMEs) 4 एच से अधिक के लिए डोपामाइन प्रतिक्रिया करने के लिए एक स्थिरता थी। इसके अलावा, AuNP-CFMEs एक वृद्धि हुई संवेदनशीलता (चक्रीय voltammograms के उच्च शिखर ऑक्सीडेटिव वर्तमान) और तेजी से इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण गतिज (कमजेड ईपी या चोटी जुदाई) नंगे असंशोधित CFMEs की तुलना में प्रदर्शन. AuNP-CFMEs के विकास का पता लगाने की कम सीमा पर डोपामाइन एकाग्रता और अन्य neurochemicals में तेजी से परिवर्तन का पता लगाने के लिए उपन्यास इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर के निर्माण प्रदान करता है. यह काम neurochemical माप की वृद्धि के लिए विशाल अनुप्रयोगों है. सोने नैनोकण संशोधित CFMEs की पीढ़ी के लिए महत्वपूर्ण हो जाएगा उपन्यास इलेक्ट्रोड सेंसर के विकास के लिए कृंतक और अन्य मॉडलों में विवो में न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए नशीली दवाओं के दुरुपयोग के neurochemical प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, अवसाद, स्ट्रोक, ischemia, और अन्य व्यवहार और रोग राज्यों.

चित्रा 1के लिए, हम एक योजनाबद्ध जहां FSCV परीक्षण इन विट्रो में न्यूरोट्रांसमीटर की एकाग्रता को मापने के लिए उपयोग किया जाता है दिखाते हैं. चित्र 1 डोपामाइन तरंग लागू प्?...

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Gold Nanoparticle Modified Carbon Fiber Microelectrodes for Enhanced Neurochemical Detection

इस अध्ययन में, हम सोने नैनोकणों के साथ कार्बन फाइबर microelectrodes संशोधित न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए.

बढ़ी न्यूरोकेमिकल जांच के लिए गोल्ड नैनोकण संशोधित कार्बन फाइबर Microelectrodes

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

विधि महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उच्च स्थानिक और लौकिक संकल्प के साथ न्यूरोकेमिकल डिटेक्शन को सक्षम बनाता है जो संभावित रूप से न्यूरोकेमिकल डिटेक्शन के वीवो तरीकों में वृद्धि कर सकता है। इस तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि यह न्यूरोट्रांसमीटर डिटेक्शन की संवेदनशीलता और लौकिक समाधान को बढ़ाने के लिए एक त्वरित, आसान और प्रजनन योग्य तरीका है। प्रक्रिया का प्रदर्शन सलूजा मोहनराज और पॉलीन वोनेनबर्ग, मेरी प्रयोगशाला से स्नातक छात्र होंगे।शुरू करने के लिए, अलग-अलग किस्में में कार्बन फाइबर सामग्री अलग करें और एक कतरा से एक सात माइक्रोमीटर व्यास कार्बन फाइबर खींचें। एक वैक्यूम लाइन को बोरोसिलिकेट ग्लास केशिका से कनेक्ट करें और कार्बन फाइबर को केशिका में पहुंचाएं। फिर इलेक्ट्रोड होल्डर के रूप में काम करने के लिए कार्डबोर्ड के 25 सेंटीमीटर के टुकड़े से 10 सेंटीमीटर काटें ।एक समर्थन के रूप में कार्डबोर्ड के चारों ओर एक कागज तौलिया टेप, तो इलेक्ट्रोड धारक में केशिका डालें और ध्यान से यह एक ऊर्ध्वाधर केशिका खींचने में सुरक्षित । इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए एक ठीक टेपर के लिए कांच केशिका खींचने के लिए और इसे शुरू करने के लिए केशिका खींचने के लिए कॉन्फ़िगर करें। एक बार पुल खत्म और हीटिंग कॉइल ठंडा हो गया है, ट्यूब खींच लिया इलेक्ट्रोड को जोड़ने कार्बन फाइबर काट ।केशिका खींचने वाले माइक्रोइलेक्ट्रोड्स को सावधानी से हटा दें। एक स्टीरियोस्कोप या माइक्रोस्कोप द्वारा निर्देशित, लंबाई में लगभग 100 से 150 माइक्रोमीटर के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर फैला हुआ कार्बन फाइबर ट्रिम करने के लिए एक तेज ब्लेड या सर्जिकल कैंची का उपयोग करें। इसके बाद, 25 मिलीलीटर शीशी में, 0.2 मिलीलीटर हार्डनर के साथ 10 ग्राम एपॉक्सी मिश्रण करने के लिए एक कपास झाड़ू का उपयोग करें।एसीटोन के साथ एक और शीशी भरें। प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए, 15 सेकंड के लिए एपॉक्सी में कार्बन फाइबर टिप विसर्जित करें और फिर अतिरिक्त एपॉक्सी को हटाने के लिए इसे तीन सेकंड के लिए एसीटोन में डुबोएं। एपॉक्सीडिंग के बाद एपॉक्सीड इलेक्ट्रोड फिर ओवन में तीन घंटे तक १२५ डिग्री सेल्सियस पर ठीक हो जाते हैं ।इसके बाद, 0.1 मोलर जलीय पोटेशियम क्लोराइड में क्लोरोएरिक एसिड के 0.5 मिलीमोलर समाधान में चांदी-चांदी-क्लोराइड संदर्भ इलेक्ट्रोड में कार्बन फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड रखने के लिए एक माइक्रोमैनीपुलेटर का उपयोग करें। इलेक्ट्रोड को एक शक्तिशाली एस्ट्रोटैट से एक कार्बन फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड के साथ काम करने वाले इलेक्ट्रोड के रूप में कनेक्ट करें। इलेक्ट्रोड जमाव करने के लिए 10 चक्रों के लिए 50 मिलीवोल्ट्स प्रति सेकंड पर 0.2 वोल्ट से माइनस एक वोल्ट तक इलेक्ट्रोड को स्कैन करें।सोने की कोटिंग जमा करने के लिए मापदंडों को अनुकूलित करना महत्वपूर्ण है। बहुत अधिक कोटिंग शोर और सिग्नल अधिभार का कारण बनेगी जबकि बहुत कम कोटिंग न्यूरोकेमिकल डिटेक्शन को नहीं बढ़ाएगी। परीक्षण से पहले, पर्लरोनिक एसिड में डोपामाइन का 10-मिलीमोलर स्टॉक समाधान तैयार करें और डिओनाइज्ड पानी में पीएच 7.4 पीबीएस-आधारित बफर के एक लीटर के बारे में।लगभग एक माइक्रोमोलर डोपामाइन समाधान बनाने के लिए बफर के 10 मिलीलीटर में डोपामाइन स्टॉक समाधान का एक माइक्रोलीटर पिपेट। फिर एक कार्बन फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड और एक सिल्वर-सिल्वर क्लोराइड संदर्भ इलेक्ट्रोड को एक शक्तिशाली जड़ से कनेक्ट करें। प्रवाह कोशिका तंत्र के सिर चरण में कार्बन फाइबर इलेक्ट्रोड और संदर्भ इलेक्ट्रोड को ठीक करें और उन्हें प्रवाह कोशिका में कम करने के लिए माइक्रोमैनीपुलेटर का उपयोग करें।पीबीएस बफर के 60 मिलीलीटर को एक सिरिंज में खींचें। बफर के साथ प्रवाह सेल भरें, और एक सिरिंज पंप में सिरिंज माउंट। प्रति मिनट एक मिलीलीटर की दर से प्रवाह कोशिका के माध्यम से बफर बहने शुरू करें।फिर शक्तिशाली को माइनस 0.4 वोल्ट से 1.3 वोल्ट तक 10 हर्ट्ज और 400 वोल्ट प्रति सेकंड के लिए स्कैन करने के लिए कॉन्फ़िगर करें। संक्षेप में माइक्रोइलेक्ट्रोड पर तरंग लागू करें, ऑसिलोस्कोप का निरीक्षण करें, और ओवरलोडिंग को रोकने के लिए लाभ को समायोजित करें। माइक्रोइलेक्ट्रोड को बफर में 10 मिनट के लिए समतुल्य होने दें।फिर पतला डोपामाइन समाधान को एक सिरिंज में खींचें और इसे प्रवाह कोशिका के इंजेक्शन बंदरगाह से जोड़ें। शक्तिशाली ों पर कुल रन समय 30 सेकंड के लिए सेट करें। माप रिकॉर्डिंग शुरू करें, 10 सेकंड प्रतीक्षा करें, और फिर प्रवाह कोशिका में डोपामाइन समाधान के 0.2 मिलीलीटर इंजेक्ट करें।जब रन खत्म हो जाता है, तो डेटा को उच्च परिभाषा चक्रीय वोल्टमेट्री विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ संसाधित करें। माइक्रोइलेक्ट्रोड को दूसरा टेस्ट करने से पहले 10 मिनट के लिए फिर से समतुल्य होने दें । जब परीक्षण समाप्त हो जाएं, तो तीन मिलीलीटर पानी और तीन मिलीलीटर हवा को बफर और इंजेक्शन बंदरगाहों में तीन बार इंजेक्ट करके प्रवाह कोशिका को साफ करें।लेपित कार्बन फाइबर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग के साथ छवि थे। सोने के नैनोपार्टिकल कोटिंग्स की मोटाई और कण आकार को इलेक्ट्रोड जमाव समय द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इलेक्ट्रोड जमाव के 20 मिनट तेज लकीरें के साथ एक मोटी सोने की कोटिंग मिले, जबकि पांच मिनट एक पतली वर्दी सोने की कोटिंग मिले ।सोने के नैनोपार्टिकल कोटेड कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड्स में काफी अधिक पीक ऑक्सीडेटिव धाराएं और अमोधित इलेक्ट्रोड की तुलना में तेजी से इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर काइनेटिक्स थे। सोने के नैनोपार्टिकल कोटिंग का इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं की स्थिरता पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ा जैसा कि डोपामाइन के समाधान में यहां प्रदर्शित किया गया था। दोनों नंगे और सोने नैनोपार्टिकल लेपित इलेक्ट्रोड सोने को लेपित इलेक्ट्रोड में परिवर्तन का एक बहुत अधिक परिमाण के साथ दर परिवर्तन स्कैन करने के लिए रैखिक जवाब दिया ।यह संकेत दिया है कि डोपामाइन अवशोषण स्कैन दर के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है । नंगे और सोने के नैनोपार्टिकल-लेपित इलेक्ट्रोड दोनों ने 100 नैनोमोलर से 10 माइक्रोमोलर की डोपामाइन सांद्रता के बीच रैकरली जवाब दिया। उच्च सांद्रता पर एक एमिटोटोटिक वक्र देखा गया, जो यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रोड सतह पर डोपामाइन सुपरसैचुरेटेड है।एक तेज समय पैमाने पर और उच्च संवेदनशीलता पर न्यूरोकेमिकल परिवर्तनों का पता लगाने की क्षमता तंत्रिका विज्ञान में जटिल सवालों के जवाब देने में मदद करेगी। इस विधि में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, मेटाबोलोमिक्स और पर्यावरण विज्ञान में भी उपयोग किया गया है। हालांकि यह सीखना आसान है, माइक्रोइलेक्ट्रोड्स बनाने, संशोधित करने और परीक्षण करने के लिए दृश्य प्रदर्शन महत्वपूर्ण है।इस विधि के लिए भविष्य के निर्देशों में विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने को अनुकूलित करने के लिए मोटाई, आकार, आकार और आकृति विज्ञान के लिए खाते में सोने और अन्य कोटिंग्स के जमाव को समायोजित करना शामिल है। शोधकर्ताओं को इस तकनीक की कोशिश करने से पहले एक माइक्रोस्कोप के नीचे छोटे फाइबर से निपटने का अभ्यास करना चाहिए । इसके अलावा, न्यूरोट्रांसमीटर स्टॉक समाधान को धूम हुड में तैयार किया जाना चाहिए क्योंकि वे 1 मोलर परक्लोरिक एसिड का उपयोग करते हैं।

Research

JoVE Journal

Chemistry

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

एक मिट्टी कॉलम के माध्यम से भूतल संशोधित कार्बन नैनोट्यूब का परिवहन

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

एक फिल्टर आधारित सतह रासायनिक contaminants के तेजी से पता लगाने के लिए बढ़ी रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी परख

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

सोना nanorods की Hydroquinone आधारित संश्लेषण

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

नैनोकणों की आत्म-विधानसभा पर नज़र रखने के लिए तरल-कोशिका संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Extraction of Ramie Fiber in Alkali Hydrogen Peroxide System Supported by Controlled-release Alkali Source

क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में एक फाइबर का निष्कर्षण नियंत्रित-रिहाई क्षार स्रोत द्वारा समर्थित

This protocol demonstrates a method for ramie fiber extraction by scouring raw ramie in an alkali hydrogen peroxide system supported by a ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

विद्युत दर लगातार अनुमान के लिए एक उपकरण के रूप में विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

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सीटू गोल्ड Nanoparticle संश्लेषण में तेजी से Nanoprobe संकेत बढोतरी

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

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गोल्ड (III) के बंधन द्वारा गोजातीय सीरम एल्ब्युमिन के विभिन्न संरचनाओं में Luminophore गठन

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...

Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery

लक्षित दवा वितरण के लिए Doxorubicin से भरी हुई इप्टामर-पी-जी-खूंटी संशोधित गोल्ड नैनोकणों का संश्लेषण

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the ...

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

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सोने के नैनोकणों और Cucurbit[n] uril के समुच्चय के भीतर सटीक प्लास्मोनिक नैनोजंक्शन के गठन के माध्यम से यूरिक एसिड का मात्रात्मक SERS पता लगाना[n] uril

This work describes a rapid and highly sensitive method for the quantitative detection of an important biomarker, uric acid (UA), via surface-enhanced ...