任超然课题组联合周时凤课题组研发新型光遗传探针技术

发布时间:2020-06-11 发布单位:粤港澳中枢神经再生研究院

 20200610日,国际重要学术期刊Advanced Science(影响因子:15.8)在线发表了我院任超然课题组和华南理工大学周时凤课题组题为Flexible fiber probe for efficient neural stimulation and detection的研究论文,系统介绍了一种自主研发的新型光遗传光纤探针技术

 光遗传是一种利用光来操控神经元活动的技术,广泛应用于神经环路功能、神经再生、基因工程、脑机接口等领域。光纤探针作为连接神经系统与外部世界的桥梁,在光遗传应用过程中发挥着至关重要的作用。目前常用的光纤探针通常只能作为导光介质对细胞功能进行调控,无法实时记录细胞活动变化。这导致在应用光遗传技术过程中需要额外进行电生理实验证明光遗传系统的工作效率。此外,这些探针由于信噪比较低以及探针与组织之间的炎症反应,难以长时间应用。因此,开发可在长时间内实现同步光刺激和神经信号记录、生物相容性好、阻抗低的多功能新型探针对于光遗传学的推广及应用具有十分重要的意义

 基于上述背景,我院任超然研究员课题组联合华南理工大学周时凤教授课题组开发了一种多模态光纤探针技术,成功实现了单细胞水平上的长时间(持续10周以上)和宽频率(1-20 Hz)稳定的光刺激与神经信号记录功能。所制备的新型光纤探针具有优异的机械性能、光学透过性能和电学性能,并且生物相容性好。光纤探针的平均质量小于0.3g,光透过率达90%以上,探针的特征阻抗(1KHz)减小到11.57 kΩ。新型光纤探针的成功制备,有助于增强该技术的稳定性,有利于光遗传技术的推广应用。


(新型光纤探针设计及应用示例)


 任超然研究员和周时凤教授为论文共同通讯作者。华南理工大学博士生杜明辉、暨南大学黄鲁副研究员和博士生郑嘉骏为论文共同第一作者。该工作得到了暨南大学苏国辉院士、陈功教授,浙江大学邱建荣教授等合作伙伴的大力支持。该研究由国自然优青、面上,广东省重点研发计划,广东省特支计划等基金资助。

(文章链接:http://dx.doi.org/10.1002/advs.202001410