โวลแทมเมทรีแบบไซคลิกสแกนเร็ว ( FSCV ) คือโวลแทมเมทรีแบบไซคลิกที่มีอัตราการสแกนสูงมาก (สูงสุดถึง1 × 10 ⁶  V · s ⁻¹ ). ^{[ 1 ]}การใช้อัตราการสแกนสูงช่วยให้สามารถบันทึกโวลแทมโมแกรม ได้อย่างรวดเร็วภายในไม่กี่มิลลิวินาที และรับประกันความละเอียดเชิงเวลาสูงของ เทคนิคการวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีนี้โดยทั่วไปจะใช้อัตราการบันทึกที่ 10 Hz

FSCV ร่วมกับ ไมโครอิเล็กโทรด คาร์บอนไฟเบอร์กลายเป็นวิธีการที่นิยมมากในการตรวจจับสารสื่อประสาทฮอร์โมนและเมตาบอไลต์ในระบบชีวภาพ^{[ 2 ]}ในขั้นต้น FSCV ถูกนำมาใช้ในการตรวจจับการ ปล่อย สารชีวภาพ ที่มีฤทธิ์ทางไฟฟ้าเคมี ในเซลล์โครมาฟฟิน ( อะดรีนาลีนและนอร์อะดรีนาลีน ) ชิ้นส่วนสมอง ( 5-HT , โดปามีน , นอร์ เอพิเนฟริน ) และในร่างกายของ สัตว์ ที่ถูกวางยาสลบหรือสัตว์ที่ตื่นตัวและมีพฤติกรรม ( โดปามีน ) การปรับปรุงวิธีการเพิ่มเติมทำให้สามารถตรวจจับ5-HT , HA , นอร์เอพิเนฟริน , อะดีโนซีน , ออกซิเจน , การเปลี่ยนแปลงpH ในร่างกายของหนูและหนูทดลอง ตลอดจนการวัดความเข้มข้นของโดปามีนและเซโรโทนินในแมลงวัน ผลไม้

ใน การวิเคราะห์โวลแทมเมตรีแบบไซคลิกด้วยการสแกนเร็ว(FSCV) จะมีการสอดอิเล็กโทรดใยคาร์บอนขนาด เล็ก (ระดับไมโครเมตร) เข้าไปในเซลล์ที่มีชีวิต เนื้อเยื่อ หรือช่องว่างนอกเซลล์ [ ^{3 ] จาก} นั้นจะใช้อิเล็กโทรดเพื่อเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าอย่างรวดเร็วในลักษณะคลื่นสามเหลี่ยม เมื่อแรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วงที่ถูกต้อง (โดยทั่วไปคือ ±1 โวลต์) สารประกอบที่สนใจจะถูกออกซิไดซ์และรีดิวซ์ซ้ำๆ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสารละลาย ซึ่งในที่สุดจะสร้างกระแสสลับขนาดเล็ก (ระดับนาโนแอมป์) ^{[ 4 ]} โดยการลบกระแสพื้นหลังที่สร้างโดยโพรบออกจากกระแสที่ได้ จะสามารถสร้างกราฟแรงดันไฟฟ้าเทียบกับกระแสที่ไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละสารประกอบได้^{[ 5 ]}เนื่องจากทราบช่วงเวลาของการแกว่งของแรงดันไฟฟ้า จึงสามารถใช้สิ่งนี้ในการคำนวณกราฟของกระแสในสารละลายเป็นฟังก์ชันของเวลาได้ ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของสารประกอบสามารถคำนวณได้ตราบใดที่ทราบจำนวนอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนในปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชันแต่ละครั้ง

ข้อดีต่างๆ เช่น ความจำเพาะทางเคมี ความละเอียดสูง และโพรบที่ไม่รุกราน ทำให้ FSCV เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารเคมีในร่างกาย^{[ 3 ]}ความจำเพาะทางเคมีของ FSCV มาจากศักยภาพการลดลงสารประกอบแต่ละชนิดมีศักยภาพการลดลงที่ไม่ซ้ำกัน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าสลับจึงสามารถตั้งค่าเพื่อเลือกสารประกอบเฉพาะได้^{[ 5 ]} ด้วยเหตุนี้ FSCV จึงสามารถใช้ในการวัดสารประกอบทางชีวภาพที่มีฤทธิ์ทางไฟฟ้าได้หลากหลายชนิด เช่น แคเทโคลามีน อินโดลามีนและ สารสื่อประสาท [ ^{3 ] การ} เปลี่ยนแปลงความเข้มข้นเกี่ยวกับกรดแอสคอร์บิกออกซิเจนไนตริกออกไซด์และไอออนไฮโดรเจน ( pH ) ก็สามารถตรวจจับได้เช่นกัน^{[ 2 ]} FSCV ยังสามารถตรวจจับสารสื่อประสาทที่มีสารตกค้างไทโรซีนได้เมื่อใช้รูปคลื่นแบบ sawhorse ที่ดัดแปลงแล้ว (Liu et al., 2022) นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการวัดสารประกอบหลายชนิดพร้อมกันได้ ตราบใดที่สารประกอบหนึ่งมีศักยภาพรีดอกซ์เป็นบวกและอีกสารประกอบหนึ่งมีศักยภาพรีดอกซ์ เป็น ลบ ความละเอียดสูงเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าด้วยความเร็วสูงมาก ซึ่งเรียกว่าอัตราการสแกนที่รวดเร็ว อัตราการสแกนสำหรับ FSCV อยู่ในระดับต่ำกว่าวินาที โดยสามารถออกซิไดซ์และรีดิวซ์สารประกอบได้ในระดับไมโครวินาที ข้อดีอีกประการหนึ่งของ FSCV คือความสามารถในการใช้งานในร่างกาย อิเล็กโทรดทั่วไปประกอบด้วยเข็มคาร์บอนไฟเบอร์ขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระดับไมโครเมตร และสามารถสอดเข้าไปในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตได้โดยไม่รุกราน^{[ 2 ]} ขนาดของอิเล็กโทรดยังช่วยให้สามารถตรวจสอบบริเวณสมองที่เฉพาะเจาะจงมากได้ ดังนั้น FSCV จึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการวัดความผันผวนทางเคมีของสิ่งมีชีวิต และถูกนำมาใช้ร่วมกับการศึกษาพฤติกรรมหลายอย่าง

ช่วงแรงดันและกระแสที่ยอมรับได้เป็นข้อจำกัดทั่วไปของ FSCV เริ่มต้นด้วย ศักย์ไฟฟ้าต้องอยู่ในช่วงแรงดันของการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ (Eo = ± 1.23) นอกจากนี้ กระแสที่เกิดขึ้นต้องอยู่ในระดับต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกตัวของเซลล์และการลดศักย์ ไฟฟ้าของเซลล์ ^{[ 4 ]} การวัดศักย์ไฟฟ้าแบบไซคลิกสแกนเร็วยังมีข้อจำกัดตรงที่ทำการวัดแบบดิฟเฟอเร น เชียลเท่านั้น กระแสที่วัดได้จะสัมพันธ์กับพื้นหลังเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการหาปริมาณความเข้มข้นขณะพักได้ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะระดับกระแสพื้นฐานได้รับผลกระทบอย่างมากจากปัจจัยต่างๆ เช่น pH ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น ค่าเหล่านี้จึงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงไป อายุของอิเล็กโทรดก็มีความสำคัญเช่นกัน และหัววัดมักจะมีความแม่นยำน้อยลงเมื่อใช้งานนานขึ้น

เทคนิคนี้ยังมีข้อจำกัดในการวัดความเข้มข้นของสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางไฟฟ้า และสามารถใช้ได้กับโมเลกุลบางชนิดในระบบชีวภาพเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ได้มีการพัฒนาวิธีการวัดระดับของเอนไซม์ ที่ไม่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า แต่มีสารตั้งต้นที่มีฤทธิ์ทาง ไฟฟ้า ^{[ 4 ]} แต่ในกรณีนี้ หัววัดอิเล็กโทรดก็เป็นปัจจัยจำกัดความละเอียดของข้อมูลเช่นกัน เมื่อวัดสารตั้งต้นที่มีฤทธิ์ทางไฟฟ้า หัววัดมักจะเคลือบด้วยเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เอนไซม์ทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้นที่แตกต่างกัน อิเล็กโทรดจึงถูกเคลือบด้วยพอลิเมอร์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกรองแบบเลือกเฉพาะไอออนบางชนิด อย่างไรก็ตาม เมื่อเติมพอลิเมอร์นี้เข้าไป จะทำให้ความเร็วในการสแกนแรงดันไฟฟ้าลดลง และลดความละเอียดของข้อมูลลงอย่างมีประสิทธิภาพ

FSCV ใช้ในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโดปามีนในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแบบเรียลไทม์ด้วยความไวที่ต่ำถึง 1 nM ^{[ 6 ]}การใช้อัตราการเก็บข้อมูลที่ 10 Hz นั้นเร็วพอที่จะสุ่มตัวอย่างพลวัตของการปล่อยและการกำจัดสารสื่อประสาท การออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของยาโดปามีน เช่นตัวกระตุ้นและตัวยับยั้งตัวรับD1และD2 ( raclopride , haloperidol ) ตัวบล็อกตัวขนส่งโดปามีน ( cocaine , nomifensine , GBR 12909 ) สามารถประเมินได้ด้วย FSCV อัตราการเก็บข้อมูลที่รวดเร็วยังช่วยให้สามารถศึกษาพลวัตของโดปามีนในระหว่างพฤติกรรมได้

มีการศึกษา ผลกระทบของสารกระตุ้นทางจิต (โคเคน แอมเฟตามีนและเมทแอมเฟตามีน ) โอปิออยด์ ( มอร์ฟีนและเฮโรอีน ) กัญชาแอลกอฮอล์และนิโคตินต่อ การส่งสัญญาณประสาท โดปามีนและการพัฒนาการเสพติดยาโดยใช้ FSCV

โดปามีนเป็นสารสื่อประสาทหลักที่ทำหน้าที่ในการเรียนรู้ พฤติกรรมการกำหนดเป้าหมาย และการตัดสินใจ การตรวจสอบความเข้มข้นของโดปามีนในร่างกายของสัตว์ที่มีพฤติกรรม FSCV เผยให้เห็นการเข้ารหัสโดปามีนของกระบวนการตัดสินใจของสมอง^{[ 7 ] [ 8 ]}

FSCV ใช้ในการศึกษาพลวัตของการหลั่งสารนอร์อะดรีนาลีนและอะดรีนาลีนจากเซลล์โครมาฟฟิน การหลั่งเซโรโทนินจากเซลล์มาสต์ การหลั่ง 5-HT ในชิ้นส่วนสมอง การหลั่ง 5-HT ในสมองของหนูและแมลงวันผลไม้ที่ถูกวางยาสลบ และการหลั่งนอร์เอพิเนฟรินในสมองของหนูที่ถูกวางยาสลบและหนูที่เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ

• Bard, AJ; Faulkner, LR (2000). วิธีการทางไฟฟ้าเคมี: หลักการพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ (ฉบับที่ 2). John Wiley & Sons . ISBN 0-471-04372-9.
• Michael, AC; Borland, LM, บรรณาธิการ (2007). วิธีการทางไฟฟ้าเคมีสำหรับประสาทวิทยาศาสตร์ . สำนักพิมพ์ CRC . ISBN 978-0-8493-4075-8.