電化學(xué)分析法在探索腦化學(xué)物質(zhì)分析的應(yīng)用

人腦有140億個(gè)神經(jīng)元,這些神經(jīng)元之間通過(guò)約100萬(wàn)億個(gè)連接點(diǎn)(突觸間隙)高度復(fù)雜而有序的聯(lián)系在一起。神經(jīng)元之間通訊主要通過(guò)突觸間神經(jīng)遞質(zhì)分子傳導(dǎo)，使腦活躍起來(lái),錯(cuò)綜復(fù)雜的信號(hào)引起一連串的思維、行為和記憶。時(shí)空分辨監(jiān)測(cè)單細(xì)胞、單囊泡及腦活體釋放神經(jīng)遞質(zhì)分子是探索腦化學(xué)的基礎(chǔ)，最終探索更復(fù)雜的學(xué)習(xí)與記憶過(guò)程。腦神經(jīng)信號(hào)的傳遞以及代謝過(guò)程都離不開(kāi)化學(xué)物質(zhì)的參與，因此，針對(duì)腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)、能量代謝物質(zhì)、自由基、離子等諸多神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)開(kāi)展腦神經(jīng)分析化學(xué)研究，對(duì)于探索和認(rèn)識(shí)神經(jīng)生理、病理的分子機(jī)制，都具有極其重要的意義。​單囊泡、單細(xì)胞及腦片層次上進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)脫離了活體生存的真實(shí)環(huán)境，較難保持細(xì)胞之間固有的聯(lián)系和相互作用。相比較而言，活體層次對(duì)腦化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分析，能夠更加真實(shí)、直接地反映神經(jīng)系統(tǒng)在各種生理、病理過(guò)程中對(duì)外界刺激的響應(yīng)，因而能夠?yàn)槟X神經(jīng)生理、病理過(guò)程物質(zhì)基礎(chǔ)的探索提供最為直接的信息。
 
而腦活體監(jiān)測(cè)化學(xué)信號(hào)分子瞬時(shí)動(dòng)態(tài)變化與行為的相關(guān)性主要有微電極伏安法、微透析取樣法、正電子發(fā)射斷層掃描成像法。以多巴胺與行為相關(guān)性為例，如吸毒、吸煙、酗酒、觸摸、性沖動(dòng)及性行為等過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦中多巴胺變化。
  電化學(xué)分析方法通常具有靈敏度高、選擇性好、時(shí)空分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，且檢測(cè)電極易于微型化，非常適用于活體原位分析測(cè)定�；铙w原位電化學(xué)分析方法可應(yīng)用于腦內(nèi)不同化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)水平及其在一系列生理、病理過(guò)程中濃度變化的監(jiān)測(cè)�；铙w原位電化學(xué)分析可追溯到20世紀(jì)50年代，Clark 等人利用玻璃封裝的鉑絲作為研究電極，首次通過(guò)電化學(xué)伏安法實(shí)現(xiàn)了腦內(nèi)氧氣濃度變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。更為人們熟知的是，1973年 Adams 等人首次將微型化碳糊電極植入大鼠腦中進(jìn)行活體電化學(xué)研究，得到了腦神經(jīng)物質(zhì)的在電極上的電化學(xué)反應(yīng)信號(hào)，進(jìn)一步驗(yàn)證了電化學(xué)方法在腦內(nèi)實(shí)現(xiàn)生理活性物質(zhì)檢測(cè)的可行性，引起了神經(jīng)生理學(xué)家的高度關(guān)注，標(biāo)志著活體原位腦神經(jīng)電化學(xué)分析的誕生。
  近年來(lái)，隨著分析科學(xué)、化學(xué)、電子科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等多學(xué)科的快速發(fā)展和交叉融合，腦神經(jīng)活體原位電化學(xué)分析也不斷發(fā)展完善，為相關(guān)生理、病理過(guò)程研究提供了重要的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步推動(dòng)了分析化學(xué)與腦神經(jīng)科學(xué)的實(shí)質(zhì)性交叉與融合。