Development of advanced voltammetric method for basal neurotransmitter level measurement

开发用于基础神经递质水平测量的先进伏安法

基本信息

  • 批准号:
    10469009
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY We propose to develop and optimize an advanced neurochemical recording technique that would be able to measure relatively rapid physiologically representative second-to-second changes in basal concentrations of specific neurochemicals, such as dopamine, in the brains of awake behaving animals. Microdialysis, a commonly used in vivo sampling technique, is able to measure changes that occur in basal levels. However, in practice the sampling timescale is significantly limited to minute-to-minute changes and it suffers from poor spatial resolution and induces significant tissue damage. As well, conventional in vivo electrochemical recording techniques, such as fast-scan cyclic voltammetry, are intrinsically limited to measuring phasic (stimulation-induced) changes in neurochemical concentrations and not changes in basal concentrations. The proposed electrochemical technique we call Multiple Cyclic Square Wave Voltammetry (M-CSWV) will enable second-to-second measurements of basal extracellular levels of neurochemicals with exceptional spatial resolution, sensitivity, specificity, and minimal tissue disturbance. This proposal leverages our unique expertise in neuroscience, electrochemistry, software development, and engineering to develop and validate this novel neurochemical recording technology for broad use in basic neuroscience research, clinical brain neuromodulation, and a variety of electrochemical applications. Our initial animal studies will guide and inform the application of our investigational technique for use by the general neuroscience and medical community. Our proposal seeks to (1) establish M-CSWV as a reliable research tool that is capable of identifying and quantifying basal dopamine extracellular levels in vivo with unsurpassed sensitivity and selectivity; and (2) validate the use of M-CSWV for in vivo chronic selective measurement of basal dopamine concentrations and application in an animal model of drug-induced neurochemical sensitization.
项目概要 我们建议开发和优化先进的神经化学记录技术,该技术能够 测量相对快速的生理代表性的基础浓度的每秒变化 清醒行为动物大脑中的特定神经化学物质,例如多巴胺。微透析,一种 常用的体内采样技术,能够测量基础水平发生的变化。然而,在 实践中,采样时间尺度明显限于每分钟的变化,并且它的性能较差 空间分辨率并引起显着的组织损伤。同样,传统的体内电化学 记录技术,例如快速扫描循环伏安法,本质上仅限于测量相 (刺激引起的)神经化学浓度的变化而不是基础浓度的变化。这 提出的电化学技术,我们称为多循环方波伏安法(M-CSWV)将能够实现 神经化学物质的基础细胞外水平的每秒测量具有特殊的空间 分辨率、灵敏度、特异性和最小的组织干扰。该提案利用了我们独特的专业知识 神经科学、电化学、软件开发和工程领域的人员来开发和验证这部小说 神经化学记录技术广泛应用于基础神经科学研究、临床大脑 神经调节和各种电化学应用。我们最初的动物研究将指导和告知 我们的研究技术的应用,供一般神经科学和医学界使用。 我们的建议旨在 (1) 将 M-CSWV 建立为可靠的研究工具,能够识别和 以无与伦比的灵敏度和选择性定量体内基础多巴胺细胞外水平;和(2) 验证 M-CSWV 在体内长期选择性测量基础多巴胺浓度的用途,以及 在药物诱导的神经化学致敏动物模型中的应用。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Feasibility of Applying Fourier Transform Electrochemical Impedance Spectroscopy in Fast Cyclic Square Wave Voltammetry for the In Vivo Measurement of Neurotransmitters.
在快速循环方波伏安法中应用傅里叶变换电化学阻抗谱进行神经递质体内测量的可行性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Park, Cheonho;Hwang, Sangmun;Kang, Yumin;Sim, Jeongeun;Cho, Hyun U;Oh, Yoonbae;Shin, Hojin;Kim, Do Hyoung;Blaha, Charles D;Bennet, Kevin E;Lee, Kendall H;Jang, Dong Pyo
  • 通讯作者:
    Jang, Dong Pyo
Mitigating the Effects of Electrode Biofouling-Induced Impedance for Improved Long-Term Electrochemical Measurements In Vivo.
减轻电极生物污垢引起的阻抗的影响,以改善体内的长期电化学测量。
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.9b05194
  • 发表时间:
    2020-05-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Seaton BT;Hill DF;Cowen SL;Heien ML
  • 通讯作者:
    Heien ML
Treating addiction with deep brain stimulation: Ethical and legal considerations.
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  • DOI:
    10.1016/j.drugpo.2023.103964
  • 发表时间:
    2023-02-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Clara Lo;Mansee Mane;Jee Hyun Kim;Michael Berk;R. Sharp;Kendall H. Lee;Jason Yuen
  • 通讯作者:
    Jason Yuen
Micromagnetic Stimulation (μMS) Controls Dopamine Release: An in vivo Study Using WINCS Harmoni.
微磁刺激 (μMS) 控制多巴胺释放:使用 WINCS Harmoni 的体内研究。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-05-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Saha, Renata;Goyal, Abhinav;Yuen, Jason;Oh, Yoonbae;Bloom, Robert P;Benally, Onri J;Wu, Kai;Netoff, Theoden I;Low, Walter C;Bennet, Kevin E;Lee, Kendall H;Shin, Hojin;Wang, Jian
  • 通讯作者:
    Wang, Jian
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuen, Jason;Goyal, Abhinav;Rusheen, Aaron E;Kouzani, Abbas Z;Berk, Michael;Kim, Jee Hyun;Tye, Susannah J;Blaha, Charles D;Bennet, Kevin E;Lee, Kendall H;Shin, Hojin;Oh, Yoonbae
  • 通讯作者:
    Oh, Yoonbae
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 作者:
    Kendall H. Lee;Penelope S. Duffy;C. Blaha
  • 通讯作者:
    C. Blaha
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Suh;Yoonbae Oh;Hojin Shin;Do Hyung Kim;I. Kim;K. Bennet;Kendall H. Lee;D. Jang
  • 通讯作者:
    D. Jang

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知道了