西北工业大学《JACS》：实现金表面多巴胺分子的可控释放

近日，西北工业大学理学院应用化学系青年教师李君博士作为第一作者，与南方科技大学蒋兴宇教授、兰州大学张浩力教授和国家纳米科学中心郑文富研究员合作完成的论文“Construction of Dopamine-Releasing Gold Surfaces Mimicking Presynaptic Membrane by On-Chip Electrochemistry”在化学领域国际顶级期刊“Journal of the American Chemical Society”（美国化学会志，JACS）上在线发表（J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.9b01003）。该文第一单位为西北工业大学理学院。JACS是化学领域最具影响力的刊物之一，当前影响因子为14.357。该文的发表，极大地提高了我院在化学学术研究领域的影响力。

固体表面少量小分子的可控释放在许多领域中是非常重要且不可或缺的，自组装单分子膜的电化学脱附释放提供了固定化分子可控释放的有效方法。硫醇分子自组装单分子膜在金表面的电化学脱附释放已有相关的研究报道和应用。然而，通过氨基固定在金表面的自组装单分子膜的电化学脱附释放却从未曾研究过。多巴胺是一种重要的神经递质，在调节神经系统活动中起着关键作用，因此实现多巴胺分子在固体表面的可控释放，对神经科学领域研究具有重要的意义。

由于多巴胺分子在碱性条件下易发生聚合，酸性条件下氨基会发生质子化，因此无法在金表面直接形成自组装单分子膜。该文成功构建了多巴胺自组装单分子膜，可在施加一定负电位下脱附释放到周围的溶液中，从而实现电控制下多巴胺分子的可控释放。同时，作者将构建好的金表面多巴胺自组装单分子膜与微流控芯片相结合，在微流通道中种植神经元细胞，实现了多巴胺分子在时间和空间上的可控释放，并模拟了体外神经元突触前膜的部分功能，在神经科学研究模型、药物筛选平台等方面拥有广阔的应用前景。

图1.金表面多巴胺自组装单分子膜的构建与电化学脱附释放过程示意图

图2.基于电化学和微流控芯片的突触前膜模拟表面的构建和作用过程。

（a）构建过程；（b）不同通道中细胞的钙信号变化；（c）不同时间细胞钙信号变化的图像。