We show the technical feasibility of coating and micro patterning boron-doped ultrananocrystalline diamond (UNCD®) on metal microwires and of applying them as microsensors for the detection of dopamine in vivo using fast-scan cyclic voltammetry. UNCD electrode surface consistently generated electrochemical signals with high signal-to-noise ratio of >800 using potassium ferrocyanide-ferricyanide redox couple. Parylene patterned UNCD microelectrodes were effectively applied to detect dopamine reliably in vitro using flow injection analysis with a detection limit of 27 nM and in the striatum of the anesthetized rat during electrical stimulation of dopamine neurons.
REFERENCES
1.
S. G.
Sandberg
and P. A.
Garris
, “Neurochemistry of addiction: Monitoring essential neurotransmitters of addiction
,” in Advances in the Neuroscience of Addiction
, edited by C. M.
Kuhn
and G. F.
Koob
(CRC Press
, Boca Raton, FL
, 2010
), pp 101
–136
.2.
K.
Pihel
, S.
Hsieh
, J. W.
Jorgenson
, and R. M.
Wightman
, Anal. Chem.
67
, 4514
(1995
).3.
J. E.
Baur
, E. W.
Kristensen
, L. J.
May
, D. J.
Wiedemann
, and R. M.
Wightman
, Anal Chem.
60
, 1268
(1988
).4.
L. M.
Borland
and A. C.
Michael
, “An introduction to electrochemical methods in neuroscience
,” in Electrochemical Methods for Neuroscience
, edited by A. C.
Michael
and L. M.
Borland
(CRC Press
, Boca Raton
, 2007
), pp 1
–15
.5.
S.
Cechova
and B. J.
Venton
, J. Neurochem.
105
, 1253
(2008
).6.
J.
Park
, R. A.
Wheeler
, K.
Fontillas
, K. B.
Keithley
, R.
Carelli
, and R. M.
Wightman
, Biol. Psychiatry
71
, 327
(2012
).7.
P. E.
Phillips
, G. D.
Stuber
, M. L.
Heien
, R. M.
Wightman
, and R.
Carelli
, Nature
422
, 614
(2003
).8.
H. D.
Brown
, J. E.
McCutcheon
, J. J.
Cone
, M. E.
Ragozzino
, and M. F.
Roitman
, Eur. J. Neurosci.
34
, 1997
(2011
).9.
P. S.
Cahill
, Q. D.
Walker
, J. M.
Finnegan
, G. E.
Mickelson
, E. R.
Travis
, and R. M.
Wightman
, Anal. Chem.
68
, 3180
(1996
).10.
D. L.
Robinson
and R. M.
Wightman
, “Rapid dopamine release in freely moving rats
,” in Electrochemical Methods for Neuroscience
, edited by A. C.
Michael
and L. M.
Borland
(CRC Press
, Boca Raton
, 2007
), pp. 17
–34
.11.
M. L.
Heien
, P. E.
Phillips
, G. D.
Stuber
, A. T.
Seipel
, and R. M.
Wightman
, Analyst
128
, 1413
(2003
).12.
C. M.
Mitala
, Y.
Wang
, L. M.
Borland
, M.
Jung
, S.
Shand
, S.
Watkins
, S. G.
Weber
, and A. C.
Michael
, J. Neurosci. Methods
174
, 177
(2008
).13.
L. M.
Borland
and A. C.
Michael
, J. Neurochem.
91
, 220
(2004
).14.
K. L.
Clapp-Lilly
, R. C.
Roberts
, L. K.
Duffy
, K. P.
Irons
, Y.
Hu
, and K. L.
Drew
, J. Neurosci. Methods
90
, 129
(1999
).15.
P. A.
Garris
, M.
Kilpatrick
, M. A.
Bunin
, D.
Michael
, Q. D.
Walker
, and R. M.
Wightman
, Nature
398
, 67
(1999
).16.
Z. L.
Kruk
, S.
Cheeta
, J.
Milla
, R.
Muscat
, J. E.
Williams
, and P.
Willner
, J. Neurosci. Methods
79
, 9
(1998
).17.
J. J.
Clark
, S. G.
Sandberg
, M. J.
Wanat
, J. O.
Gan
, E. A.
Horne
, A. S.
Hart
, C. A.
Akers
, J. G.
Parker
, I.
Willuhn
, V.
Martinez
, S. B.
Evans
, N.
Stella
, and P. E.
Phillips
, Nat. Methods
7
, 126
(2010
).18.
C. B.
Jacobs
, T. L.
Vickrey
, and B.
Venton
, Analyst
136
, 3557
(2011
).19.
J. E.
Koehne
, M.
Marsh
, A.
Boakye
, B.
Douglas
, Y.
Kim
, S.-Y.
Chang
, D.-P.
Jang
, K. E.
Bennet
, C.
Kimble
, R.
Andrews
, M.
Meyyappan
, and K. H.
Lee
, Analyst
136
, 1802
(2011
).20.
H. B.
Martin
, S.
Xie
, G.
Shafer
, and C. G.
Wilson
, Diamond Relat. Mater.
15
, 225
(2006
).21.
G. M.
Swain
, J.
Park
, V. Q.
Mocko
, K.
Peckova
, J. J.
Galligan
, and G. D.
Fink
, Diamond Relat. Mater.
15
, 761
(2006
).22.
H. X.
Zhao
, J. J.
Galligan
, and G. M.
Swain
, Diamond Relat. Mater.
19
, 182
(2010
).23.
J.
Cvacka
, V.
Quaiserova
, J.
Park
, Y.
Show
, A.
Muck
, and G. M.
Swain
, Anal. Chem.
75
, 2678
(2003
).24.
A.
Suzuki
, T. A.
Ivandini
, K.
Yoshimi
, A.
Fujishima
, G.
Oyama
, T.
Nakazato
, N.
Hattori
, S.
Kitazawa
, and Y.
Einaga
, Anal. Chem.
79
, 8608
(2007
).25.
W.
Yang
, O.
Auciello
, J. E.
Butler
, W.
Cai
, J. A.
Carlisle
, J. E.
Gerbi
, D. M.
Gruen
, T.
Knickerbocker
, T. L.
Lasseter
, J. N.
Russell
, L. M.
Smith
, and R. J.
Hamers
, Nature Mater.
1
, 253
(2002
).26.
S. D.
Iversen
and L. L.
Iversen
, Trends Neurosci.
30
, 188
–193
(2007
).27.
M. C.
Granger
, M.
Witek
, J.
Xu
, J.
Wang
, M.
Hupert
, A.
Hanks
, M. D.
Miles
, J. E.
Butler
, G.
Lucazeau
, M.
Mermoux
, J. W.
Strojek
, and G. M.
Swain
, Anal. Chem.
72
(16
), 3793
(2000
).28.
S.
Siddiqui
, Z.
Dai
, C. J.
Stavis
, H.
Zeng
, N.
Moldovan
, R. J.
Hamers
, J. A.
Carlisle
, and P. U.
Arumugam
, Biosens. Bioelectron.
35
, 284
(2012
).29.
N.
Sekioka
, D.
Katob
, A.
Uedab
, T.
Kamatad
, R.
Kuritab
, S.
Umemurad
, S.
Hironoe
, and O.
Niwa
, Carbon
46
, 1918
(2008
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.