过氧化氢(H2O2)是活体中最丰富、最稳定的活性氧(ROS)之一,作为多巴胺信号的调制器,与帕金森病(PD)密切相关,因此,实现活体脑中H2O2的选择性检测对于研究相关脑疾病的发生与发展至关重要。为此,本研究通过设计一系列DBP衍生物作为电化学探针分子,与H2O2特异性反应,根据反应产物DHP衍生物的电化学信号对H2O2实现高选择性检测。在所设计的系列DBP衍生物电化学探针分子中,o-Cl-DBP与H2O2反应时间最短,反应产物o-Cl-DHP表现出更高的电流密度且更负的氧化电位,这说明其对H2O2检测的性能最佳。此外,在碳纤维丝微电极(CFME)上修饰了电化学氧化石墨烯(EOGO)作为基底材料,不仅可使H2O2检测的灵敏度显著提高,而且可提供稳定的内参比信号,避免环境因素的干扰。以此构建的H2O2比率型电化学微传感器具有灵敏度高、选择性好、重现性好等优势。最终,该电化学微传感器成功地应用于PD小鼠脑中不同亚区H2O2的监测。同时,该工作表明,与正常小鼠相比,PD小鼠中不同脑区的H2O2和抗坏血酸(AA)表现出动态变化,表明H2O2和AA的平衡可能PD的发生与发展中发挥着重要的作用。
相关研究成果以“An Efficient Electrochemical Microsensor for In Vivo Monitoring of H2O2 in PD Mouse Brain: Rational Design and Synthesis of Recognition Molecules”为题发表在分析化学Top期刊Analytical Chemistry(自然指数期刊)上。文章的第一作者为2019级化学专业研究生罗雨,通讯作者为谷慧副教授。该研究工作得到国家自然科学基金(No. 21605047)、湖南省自然科学基金(No. 2021JJ30238)和湖南省教育厅(No. 20B221)的资助。
全文的链接为:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.2c01570