中樞神經(jīng)系統(tǒng)中電信號和化學信號的傳輸對生物體的生命過程至關重要。其中，濃度可控的各種離子(Na + 、K + 和Ca 2+ )在維持體內(nèi)平衡和使神經(jīng)元信號轉(zhuǎn)導能夠在感知生理刺激時傳播方面發(fā)揮著至關重要的作用。具有高選擇性的離子動力學的體內(nèi)傳感對于獲得對許多生理和病理過程的分子見解至關重要。

溫州大學劉楠楠、北京師范大學毛蘭群和蔣亞楠 報道了一種離子選擇性微量移液管傳感器(ISMS)，該傳感器通過整合在微量移液器內(nèi)原位合成的功能性冠醚包封的金屬有機框架(MOFs)。ISMS具有的鈉離子(Na + )傳導和對Na + 傳感的高選擇性。選擇性歸因于亞一致空間和18-冠-6對鉀離子(K + )的特定配位的協(xié)同作用，這在很大程度上增加了K + 通過ISMS的空間位阻和轉(zhuǎn)運阻力。ISMS表現(xiàn)出高穩(wěn)定性和敏感性，有助于在抑郁癥事件傳播過程中實時監(jiān)測活體大鼠大腦中的Na + 動力學。

研究要點

要點1. 作者展示了用于選擇性體內(nèi)傳感Na + 的納米流體微量移液管傳感器的報告。受生物離子通道的啟發(fā)，人工離子選擇性納米流體裝置由含有冠醚(如18-冠-6)的復合MOFs構建，冠醚是在微量移液管通過界面生長策略原位合成。

要點2. 由于18-冠-6對K+的特定配位，所得到的離子選擇性微量移液管傳感器(ISMS)表現(xiàn)出Na + 對K + 高度選擇性的離子傳導。還實現(xiàn)了對其他種類的一價和二價金屬離子的高選擇性。

要點3. 作者發(fā)現(xiàn)Na + 的離子選擇性較少依賴于溶液濃度或pH值，證實了ISMS的高穩(wěn)定性。這些優(yōu)異的特性使ISMS成為實時監(jiān)測不同生理和病理條件下Na + 動力學的理想平臺，為開發(fā)用于體內(nèi)分析的智能納米流體傳感器提供了新的機會。

鑒于冠醚和MOFs的多樣性，這項研究為體內(nèi)傳感和神經(jīng)形態(tài)電化學傳感的納米流體平臺鋪平了道路。

來源：傳感器專家網(wǎng)