2D マテリアルを使用した高感度ドーパミン検出器

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二次元材料を使用した高選択性ドーパミン検出器の概略図。クレジットデリックバトラー、ペンシルベニア州

XNUMX次元材料を使用した高選択性ドーパミン検出器の概略図。クレジット
デリックバトラー、ペンシルバニア州

要約：
ペンシルベニア州立大学が率いるグループとレンセラー工科大学や中国と日本の大学によると、高感度ドーパミン検出器はドーパミンが多すぎたり少なすぎたりするいくつかの疾患の早期診断に役立ちます。

高感度ドーパミン検出器は2D素材を使用

ユニバーシティパーク、ペンシルバニア州| 投稿日：7年2020月XNUMX日

ドーパミンは、パーキンソン病、アルツハイマー病、統合失調症などの疾患の診断に使用できる重要な神経伝達物質です。

「非常に高感度でありながら使いやすく、持ち運び可能な検出器を開発できれば、たとえば汗などの広範囲のドーパミン濃度を識別でき、個人の健康の非侵襲的モニタリングに役立ちます」とAida氏は述べています。エブラヒミ、ペンシルバニア州の電気工学の助教授、およびScience Advancesで7月XNUMX日に公開された論文の対応する著者。

彼らの研究は、二硫化モリブデンと呼ばれるXNUMX次元の層状物質に少量のマンガンを添加することにより、他の報告された結果と比べて桁違いに感度を向上させると同時に、高い特異性も達成できることを示しています。重要なことに、それらの検出器は低コストで柔軟性があり、バッファー、血清、汗などのバックグラウンドメディア中のドーパミンをリアルタイムで検出できます。

「私たちの方法に関して、電気化学析出は、非常にシンプルでスケーラブルなこれらの化学物質を析出する新しい方法です」と、マウリシオテローネス、バーンM.ウィラマン物理化学科学教授、およびXNUMX人目の対応する著者は述べました。「空軍は、ストレスを生み出すこれらの神経伝達物質に関心を持っています。これをウェアラブルセンサーとして想定しています。」

Humberto Terronesと彼のグループは、RPIで、マンガンの添加がどのようにドーパミンに対する反応の改善をもたらすかを説明することを可能にする計算調査を行いました。実験作業は、ペンシルバニア州の原子薄肉多機能コーティングセンター（ATOMIC）内で行われました。

「実験結果と計算機研究を組み合わせることは非常に洞察に富んでいることが判明しました。そのため、私たちは皆、このプロジェクトを通じてより多くのことを学んだと思います」「これらの材料を開発し、他の人の健康と福祉を改善できる方法でそれらを適用することは、仕事を特に楽しく、やりがいのあるものにします。」

彼の共同主執筆者である博士候補のYu Lei氏は、次のように述べています。私たちの方法は、業界で広く使用されている電着に基づいており、MoS2を拡張可能な方法で機能化する拡張可能なルートを提供します。また、この学際的なチームは、超高感度のドーパミン検出のためにMoS2を機能化する正しい方法を見つけるための鍵であると信じています。」

今後の研究では、現在のセンサーの特異性を備えた他のさまざまなバイオマーカーを検出するために、他の材料の組み合わせを見つけたいと考えています。実験的調査と計算手法を組み合わせたこのような「ツールキット」を作成すると、多機能性を備えた新しい材料が生まれます。これは、人の健康を超えて、たとえば、有毒ガス、水質汚染、生物防御剤の検出に役立つ場合があります。

「将来的には、ドーパミンを検出し、同時に治療を提供できる複合センサー/アクチュエータを想定することができます。センサーは、感知、作動、制御、およびデータ処理を統合するための小型チップと統合することができます。」とEbrahimi氏は述べています。

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エブラヒミ、レイ、バトラー、およびテローンズ兄弟に加えて、著者には、ペンステートの元または現在の博士課程の学生であるフーチャンとトモタローグランジエナカジワ、現在ペンシルバニア州のポスドクの学者である藤沢カジノラが含まれます。彼らの論文は「マンガンによるMoS2の単一原子ドーピングがドーパミンの超高感度検出を可能にする：実験的および計算的アプローチ」と題されている。

National Science Foundation、IUCRC-ATOMIC Center、およびEbrahimiのStart-up Fundがこのプロジェクトをサポートしました。

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コンタクト：
アンドレアエリーゼメッサー
814-865-5689

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