抗壞血酸(AA)是中樞神經系統(CNS)的主要抗氧化劑,參與抗氧化應激,在帕金森病(PD)的發病機制中發揮重要作用,探索AA在PD過程中的幹擾對了解PD的分子機制具有重要價值。在此,本研究利用碳纖維電極(CFE)作為基質電極,設計了三步電化學過程合理地裁剪石墨烯表面的含氧基團的:1)恒電位沉積氧化石墨烯于CFE表面;2)電化學還原去除環氧官能團加速AA電氧化過程中的電子轉移動力學;3)電化學氧化産生羰基(C═O),生成一内參比信号。同時我們利用基于密度泛函理論(DFT)的分子模拟計算了AA在石墨烯缺陷模型表面不同氧基官能團(羧基、羟基、環氧基和羰基)對AA的吸收,驗證了以下現象:環氧基團會阻礙AA在石墨烯上的物理吸收,而其他官能團則有利于AA在石墨烯上的物理吸收。進一步合理組裝生物相容性聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)以提高石墨烯在活體分析中的抗生物污染性能。建立了一種靈敏度高、選擇性好、重現性好的AA比率型電化學微傳感新平台。用該方法測定正常及亞急性PD小鼠不同腦區的基底水平,結果表明亞急性PD小鼠海馬和皮質中AA水平明顯低于正常小鼠,說明AA參與了MPTP誘導的神經毒性過程。

相關研究成果以“Tailoring Oxygen-Containing Groups on Graphene for Ratiometric Electrochemical Measurements of Ascorbic Acid in Living Subacute Parkinson’s Disease Mouse Brains”為題發表在分析化學Top期刊Analytical Chemistry(自然指數期刊)上。文章的共同第一作者為複旦大學渠志倍博士和2017級應用專業本科生姜一民,通訊作者為谷慧副教授,該研究工作得到湖南省自然科學基金(2021JJ30238)和湖南省教育廳優秀青年項目(20B221)的資助。
文章的标題與鍊接為:
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.1c03965