神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞如肌肉細(xì)胞、腺體細(xì)胞等之間傳遞信息的化學(xué)物質(zhì),在神經(jīng)元(也稱為神經(jīng)細(xì)胞)和整個(gè)身體的靶細(xì)胞之間攜帶、促進(jìn)和平衡信號(hào)。這些目標(biāo)細(xì)胞可能在腺體、肌肉或其他神經(jīng)元中。數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)遞質(zhì)分子不斷工作,以保持我們的大腦運(yùn)作,管理從我們的呼吸到我們的心跳到我們的學(xué)習(xí)和注意力水平的一切。它們還可以影響各種心理功能,如恐懼、情緒、快樂和喜悅。
清醒動(dòng)物腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的提取可采用微透析取樣,它是一種通過擴(kuò)散原理,從生物活體腦內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)微量生化取樣的技術(shù),主要由微量注射泵,清醒活動(dòng)裝置,微透析探針,自動(dòng)收集器等組成。
越來越多的科研工作者開始從事研究神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病,在得到神經(jīng)遞質(zhì)等小分子化學(xué)物質(zhì)的同時(shí),也需要看到動(dòng)物的電生理信號(hào),或者同時(shí)需要進(jìn)行光遺傳的研究。但是,傳統(tǒng)的采樣手段只能同時(shí)得到一種數(shù)據(jù),而且需要使動(dòng)物在麻醉或固定的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果不能充分反應(yīng)動(dòng)物在正常生理狀態(tài)下的真實(shí)數(shù)據(jù),清醒活動(dòng)裝置的加入,使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更能夠反應(yīng)實(shí)驗(yàn)人員想要的真實(shí)數(shù)據(jù)。CMA具有活體連續(xù)取樣、動(dòng)態(tài)觀察、定量分析、采樣量小、組織損傷輕等特點(diǎn)。
微透析技術(shù)雖然能夠在活體動(dòng)物中檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域周圍的神經(jīng)遞質(zhì)濃度,但需要數(shù)分鐘來收集樣品,難以快速地追蹤神經(jīng)遞質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化,從而進(jìn)一步衍生出電生理、電化學(xué)等方法。
神經(jīng)遞質(zhì)的在線檢測(cè)分析除了利用微透析的方法檢測(cè)神經(jīng)遞質(zhì)濃度的變化,基于氧化還原反應(yīng)原理的電化學(xué)檢測(cè)方法近年也逐步發(fā)展起來。安培法(Amperometry)被用于檢測(cè)可被氧化還原的神經(jīng)遞質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。由于氧化還原反應(yīng)非常迅速,該方法能夠以毫秒級(jí)別的時(shí)間分辨率檢測(cè)神經(jīng)遞質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。然而,安培法是基于氧化還原的原理開發(fā)的,因此只能用于檢測(cè)易于被氧化還原的物質(zhì),而對(duì)于乙酰膽堿等難以被氧化還原的神經(jīng)遞質(zhì)則比較困難。因此,這種方法通常與HPLC聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)神經(jīng)遞質(zhì)的特異性檢測(cè)。
能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)物神經(jīng)遞質(zhì)濃度的瞬間變化的活體腦化學(xué)物質(zhì)實(shí)時(shí)分析系統(tǒng),動(dòng)物為清醒自由活動(dòng)狀態(tài),可原位檢測(cè)無需微透析取樣,碳纖維電極植入腦內(nèi)通過MT100直接原位檢測(cè)目標(biāo)物(多巴胺 、維他命C、鉀離子、硫化氫、氧氣、過氧化氫、pH),有更高的時(shí)空分辨,能夠毫秒級(jí)出結(jié)果,對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物傷害小;也可在線檢測(cè)維他命C、鎂離子、葡萄糖、乳酸等物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)對(duì)象使用范圍廣,可適用于清醒、麻醉動(dòng)物;腦/組織切片,細(xì)胞;系統(tǒng)兼容性高,可結(jié)合光遺傳性、電生理等常用研究手段。
以上在實(shí)驗(yàn)過程中都可通過加入一個(gè)清醒活動(dòng)裝置,使動(dòng)物在清醒狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到更理想的生理狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。神經(jīng)遞質(zhì)作為大腦中一類重要的信息傳遞分子,參與了多種生理過程,神經(jīng)遞質(zhì)的釋放與調(diào)節(jié)出現(xiàn)異常時(shí),可引發(fā)多種疾病。因此,精確地檢測(cè)生理與病理過程中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放與調(diào)控,可更好地理解某些疾病的發(fā)病機(jī)理,并為臨床治療奠定基礎(chǔ)。
相關(guān)文獻(xiàn):
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