单胺类神经递质分离分析新方法研究

This project involves the cross field of the separation and extraction in chemical science, the new material synthesis in material science, and the drug intervention in life science. High selective liquid-phase microextraction carrier, magnetic nanoparticles (MNPs), and adsorption packed micro-column (APMC) adsorbent will be synthesized based on the structural characteristics of the monoamine neurotransmitters. The novel separation and analysis method of monoamine neurotransmitters, norepinephrine (NE), epinephrine (E), dopamine (DA) and 5-hydroxytryptamine (5-HT) with high selectivity and high sensitivity will be established using the separation and enrichment methods of the carrier-mediated dispersive liquid-liquid microextraction (CM-DLLME), MNPs, and APMC, combined with the selective modification on the surface of the electrode. The separation and analysis mechanisms of monoamine neurotransmitters will be investigated. The action principle of the alkaloids with clear antidepressant activity on the expression of monoamine neurotransmitters will be explored by dynamically monitoring the content change of the monoamine neurotransmitters using the method of microdialysis sampling-adsorption packed micro-column enrichment-high performance liquid chromatography-electrochemical detection determination (MD-APMC-HPLC-ECD). The results may provide a meaningful reference for the screen of the antidepressant active ingredient in traditional Chinese medicine. The main contents are as follows: (1) Study on the novel separation and enrichment method of the monoamine neurotransmitters. (2) Study on the improved of the HPLC-ECD analysis method of the monoamine neurotransmitters. (3) Study on the antidepressant principle of the alkaloids.

将化学科学中分离提取、材料科学中新材料合成及生命科学中药物干预等领域进行交叉融合，依据单胺类神经递质的结构特点，合成高选择性的液相微萃取载体、磁性纳米粒子和微填充吸附柱吸附剂，采用载体辅助分散液相微萃取、磁性纳米粒子及微填充吸附柱等技术分离富集单胺类神经递质，通过对电极表面进行选择性修饰，建立高选择性和高灵敏度的单胺类神经递质去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺的分离分析新方法。考察单胺类神经递质的分离提取和分析检测机制，采用有明确抗抑郁活性的生物碱干预，通过微透析取样-微填充吸附柱富集-高效液相色谱-电化学检测器联用（MD-APMC-HPLC-ECD）动态监测单胺类神经递质的表达，探究药物的作用机理，为中药抗抑郁活性成分的筛选提供有意义的参考。主要研究以下内容（1）单胺类神经递质分离富集新方法研究；（2）单胺类神经递质HPLC-ECD分析新方法研究；（3）生物碱抗抑郁作用机理研究。

单胺类神经递质包括儿茶酚胺类的去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(E)和多巴胺(DA)及吲哚胺类的5-羟色胺(5-HT)，在中枢神经系统中具有重要功能，准确检测其在脑组织和体液中的含量具有重要意义。据此，我们开展了如下研究工作：（1）针对单胺类神经递质具有强亲水性、提取困难和微升级接受相收集困难的特点，我们提出了基于载体辅助和接受相固化的分散液相微萃取分离富集新方法，借助载体的选择性、分散液相微萃取高的两相接触面积以及固化接受相便捷收集等操作，实现了对亲水性目标物的高效提取。结合高效液相色谱（HPLC）-电化学检测（ECD）或二极管阵列检测（DAD），建立了尿样中单胺类神经递质及代谢物的高灵敏分析方法，NE、E、DA、5-HT、代谢物5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）、高香草酸（HVA）和香草扁桃酸（VMA）的检出限(S/N=3)分别达到了5.7、5.5、6.1、10.8、2、2和1 ng/mL，加标回收率大于84%；设计合成了几种表面具有特殊官能团、高选择性的磁性粒子，对目标分析物展示了高的选择性和结合性，结合HPLC-ECD或敞开式质谱分析，建立了几种尿样中单胺类神经递质及代谢物的高灵敏分析方法，检出限可低至11.8（NE）、7.5（E）和9.6 ng/mL（DA）；（2）将与HPLC联用的安培检测器喷壁式与薄层式相结合，设计出了喷壁/薄层式安培电化学检测器，不仅增加了工作电极表面对电活性待测物的捕获，提高了灵敏度，且易于电极表面的清洗和更新，建立了两种单胺类神经递质及代谢产物的分析方法，方法的检出限分别为1.1 nmol/L（DA）和0.7 nmol/L（HAV），低于紫外检测器和商用ECD检测结果；（3）初步探讨了生物碱对单胺类神经递质的干预作用；（4）探索了分离分析新技术、新材料在有机物、重金属离子分离分析及生物传感和生物燃料电池中的应用研究。项目研究为广泛探索高选择性的分离富集新技术和新材料提供了有意义的指导。基金资助的研究成果已发表论文12篇，申请国家发明专利2项（1项获授权）。