[发明专利]一种和电生理同步记录的电化学传感器

说明书

本发明涉及一种和电生理同步记录的电化学传感器，具体提出了一种碳纤维电极，包括：非导电毛细管，所述非导电毛细管一端开口设置，另一端密封设置；碳纤维，所述碳纤维设置在所述非导电毛细管内，并延伸至所述非导电毛细管的密封端口外部；其中，阴极为设置在所述非导电毛细管内的所述碳纤维，阳极为延伸至所述非导电毛细管的密封端口外部的所述碳纤维。发明人发现，该碳纤维电极具有高强高模、导电性好、比表面积大等优异性能，非常适合活体植入，利用该碳纤维电极制备的生物传感器，可以有效避免外加极化电压对神经元造成的损伤以及对神经元电信号造成的干扰，实现电生理和电化学信号的同步记录，在活体分析研究领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及生化领域，具体地，本发明涉及一种和电生理同步记录的电化学传感器。

背景技术

中枢神经系统行使功能主要依赖于神经元之间的信息传递。神经元之间信息传递的方式基本上都遵循“电信号-化学信号-电信号”传递的模式。因此，活体原位检测脑内神经化学物质的动态变化和神经元电信号的活动对于我们认识和理解大脑活动与功能具有重要的意义。神经元的电活动信号主要通过电生理办法进行记录；电化学传感器由于其时空分辨率高、灵敏度高等优势，在神经递质或神经调质的检测方面受到广泛的应用。1973年，Adams首次将微型碳糊电极插入大鼠脑内，得到了第一张脑内的活体循环伏安图。迄今为止，越来越多的电化学检测手段被用来研究脑内化学物质的动态变化，比如：差分脉冲伏安法，快速扫描循环伏安法，恒电位安培法。但是，这些电化学手段都主要依赖于在工作电极上施加极化电压，而所施加的极化电压无法避免对神经元放电产生影响。

因此，急需发展一种高时空分辨、和脑内电信号活动兼容且能够实现同步记录的电化学技术。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，通过电化学手段进行神经递质或神经调质的检测主要依赖于在工作电极上施加极化电压，而所施加的极化电压无法避免对神经元放电产生影响。基于上述问题，发明人经过大量实验探究，提出了一种碳纤维电极及其原电池原理的氧化还原电势法(Galvanic Redox Potentiometry,GRP)。发明人发现，所述碳纤维电极具有高强高模、导电性好、比表面积大等优异性能，非常适合活体植入。利用该碳纤维电极制备的生物传感器，通过合理地选择阴极电化学探针，当其还原电位正于阳极待测物种氧化电位时，整个回路中的电化学过程可以自发进行。通过利用系统的开路电位，即可以实现物种的电化学分析。由于回路具有的高阻抗，故回路中电流很小，电极过程近似处于热力学平衡态，进而可以有效避免外加极化电压对神经元造成的损伤以及对神经元电信号造成的干扰，实现电生理和电化学信号的同步记录，在活体分析研究领域具有潜在的应用前景。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种碳纤维电极。根据本发明的实施例，所述碳纤维电极包括：

非导电毛细管，所述非导电毛细管一端开口设置，另一端密封设置；

碳纤维，所述碳纤维设置在所述非导电毛细管内，并延伸至所述非导电毛细管的密封端口外部；

其中，阴极为设置在所述非导电毛细管内的所述碳纤维，阳极为延伸至所述非导电毛细管的密封端口外部的所述碳纤维。