单个突触囊泡中神经递质及胞吐的动态过程由于在细胞信号传导中发挥着重要作用而备受关注。神经递质的释放一直以来被认为是全或无的过程，而最近的研究表明该过程是部分释放的过程。“部分释放”概念的提出有着重要的意义，可控性释放可作为药物作用的一个新的靶标，也是影响认知、学习和记忆能力的重要因素，为影响认知药物的作用机制的研究提供新的方向。因此，建立一种监测囊泡中神经递质的含量与动态释放行为的传感体系是解决这一问题的关键。
本研究构建高灵敏度高时空分辨率的Nano-tip微电极，采用Intracellular vesicle impact electrochemical cytometry及 Single-cell amperometry的技术可更精准有效地记录单个细胞中单个囊泡的神经递质含量及胞吐时神经递质的动态释放过程。研究结果表明增加认知药物（哌醋甲酯）与降低认知药物（可卡因）均降低单个囊泡中神经递质的含量，但对胞吐过程中的释放比例有着相反的影响，此外，对胞吐释放的动力学也不同。可见，胞吐时的释放比例及动力学是影响认知、学习与记忆能力的重要因素，具有可调节性。本研究在单细胞水平揭示调控囊泡、胞吐及认知之间的作用规律，为影响认知药物的开发及神经系统疾病发生的生物学基础的研究提供新模型。
该工作于2019年3月发表于Angew. Chem. Int. Ed.，题为“Combined Amperometry and Electrochemical Cytometry RevealDifferential Effects of Cocaine and Methylphenidate on Exocytosis andthe Fraction of Chemical Release”。朱婉莹老师为该论文第一作者，周学敏教授与哥德堡大学Andrew G. Ewing教授为该论文的共同通讯作者。
