基于活体微透析技术神经递质动态变化信息微传感器检测的研究

在生物学、生理学、临床医学和药理学的研究领域中，对大脑内的神经递质进行在线、实时、快速、灵敏、自动的监测是十分重要的。目前神经递质传感器很多，有植入大脑的植入式和与其它设备联用的非植入式。尽管植入式能实现在线、实时、快速检测而非植入式能实现灵敏、连续检测，但它们都不能同时满足需求，采用微透析技术从动物体内连续取样进行活体分析，具有其独特的优点；而电化学分析方法灵敏度高，特别适合检测微量样品中的痕量组分。本研究旨在将微透析取样技术与纳米多孔类碳糊复合酶谷氨酸等神经递质生物传感器-电化学检测直接联用，构建谷氨酸等神经递质传感器微透析监测系统，实现在线、实时、灵敏、快速、自动地监测活体大脑内神经递质的动态变化。为神经生物学在分子水平上研究脑科学提供便捷的方法和可靠的数据，为神经性疾病的发病机制、临床诊断、临床监测用药、药物治疗效果及神经递质动态变化与思维、行为和药物的关系等提供科学的依据。

在生物学、生理学、临床医学和药理学的研究领域中，对大脑内的神经递质进行在线、实时、快速、灵敏、自动的监测是十分重要的。目前神经递质传感器很多，有植入大脑的植入式和与其它设备联用的非植入式。尽管植入式能实现在线、实时、快速检测而非植入式能实现灵敏、连续检测，但它们都不能同时满足需求，由于微透析技术具有从动物体内连续取样进行活体分析的独特优点，电化学分析方法具有高灵敏度、特别适合检测微量样品中的痕量组分的特点。在课题研究中，我们将微透析取样技术与纳米多孔类碳糊复合酶谷氨酸等神经递质生物传感器-电化学检测直接联用，从而实现在线、实时、灵敏、快速、自动地监测活体大脑内神经递质动态变化的目的，并围绕这一目的开展深入的应用基础研究。研究中，我们首先成功制备尺寸可控的聚乙烯微球并以此为模板制备了比表面积大、灵敏度高的多孔纳米类碳糊电极，并成功地制备了纳米多孔类碳糊复合酶谷氨酸、乙酰胆碱及谷氨酸-乙酰胆碱神经递质传感器，该类传感器灵敏度高，选择性好。谷氨酸的线性范围为10-0.5μM，检出限为0.25μM；乙酰胆碱的线性范围为20-5μM，检出限为0.15μM；其次，我们用Glu传感器检测了大鼠微透析样本谷氨酸的浓度，其范围在0.5-1.0μM；并成功地采用微透析技术与复合酶谷氨酸传感器联用，在线检测了动物脑内海马部位的神经递质，所检测结果都与高效液相色谱分析相同样本时的结果一致。另外，我们也进行了其他纳米材料如磁性纳米颗粒的研究，并选用不同的纳米材料作为模版和不同的前驱体制备多孔类碳糊电极，以扩展对神经系统中其他化学分子或生物体生物大分子如DNA的检测。