清醒活動裝置在動物腦化學物質神經遞質分析的應用

神經遞質是神經元之間或神經元與效應器細胞如肌肉細胞、腺體細胞等之間傳遞信息的化學物質，在神經元（也稱為神經細胞）和整個身體的靶細胞之間攜帶、促進和平衡信號。這些目標細胞可能在腺體、肌肉或其他神經元中。數(shù)以億計的神經遞質分子不斷工作，以保持我們的大腦運作，管理從我們的呼吸到我們的心跳到我們的學習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。

清醒動物腦內神經遞質的提取可采用微透析取樣，它是一種通過擴散原理，從生物活體腦內進行動態(tài)微量生化取樣的技術，主要由微量注射泵，清醒活動裝置，微透析探針，自動收集器等組成。

越來越多的科研工作者開始從事研究神經系統(tǒng)和精神疾病，在得到神經遞質等小分子化學物質的同時，也需要看到動物的電生理信號，或者同時需要進行光遺傳的研究。但是，傳統(tǒng)的采樣手段只能同時得到一種數(shù)據(jù)，而且需要使動物在麻醉或固定的狀態(tài)下進行實驗，得到的結果不能充分反應動物在正常生理狀態(tài)下的真實數(shù)據(jù)，清醒活動裝置的加入，使得實驗結果更能夠反應實驗人員想要的真實數(shù)據(jù)。CMA具有活體連續(xù)取樣、動態(tài)觀察、定量分析、采樣量小、組織損傷輕等特點。

微透析技術雖然能夠在活體動物中檢測目標區(qū)域周圍的神經遞質濃度，但需要數(shù)分鐘來收集樣品，難以快速地追蹤神經遞質的動態(tài)變化，從而進一步衍生出電生理、電化學等方法。

神經遞質的在線檢測分析除了利用微透析的方法檢測神經遞質濃度的變化,基于氧化還原反應原理的電化學檢測方法近年也逐步發(fā)展起來。安培法(Amperometry)被用于檢測可被氧化還原的神經遞質的動態(tài)變化。由于氧化還原反應非常迅速,該方法能夠以毫秒級別的時間分辨率檢測神經遞質的動態(tài)變化。然而,安培法是基于氧化還原的原理開發(fā)的,因此只能用于檢測易于被氧化還原的物質,而對于乙酰膽堿等難以被氧化還原的神經遞質則比較困難。因此,這種方法通常與HPLC聯(lián)用,實現(xiàn)神經遞質的特異性檢測。

能實時監(jiān)測動物神經遞質濃度的瞬間變化的活體腦化學物質實時分析系統(tǒng)，動物為清醒自由活動狀態(tài)，可原位檢測無需微透析取樣，碳纖維電極植入腦內通過MT100直接原位檢測目標物(多巴胺 、維他命C、鉀離子、硫化氫、氧氣、過氧化氫、pH)，有更高的時空分辨，能夠毫秒級出結果，對實驗動物傷害小;也可在線檢測維他命C、鎂離子、葡萄糖、乳酸等物質。實驗對象使用范圍廣，可適用于清醒、麻醉動物；腦/組織切片，細胞；系統(tǒng)兼容性高，可結合光遺傳性、電生理等常用研究手段。

以上在實驗過程中都可通過加入一個清醒活動裝置，使動物在清醒狀態(tài)下進行實驗，得到更理想的生理狀態(tài)下的實驗數(shù)據(jù)。神經遞質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,神經遞質的釋放與調節(jié)出現(xiàn)異常時,可引發(fā)多種疾病。因此,精確地檢測生理與病理過程中神經遞質的釋放與調控,可更好地理解某些疾病的發(fā)病機理,并為臨床治療奠定基礎。

相關文獻：

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[4] 王樸,蒙文莎,黃勇等.微透析結合UPLC-MS/MS研究黑骨藤中3個指標成分在大鼠體內的藥代動力學[J].中國中藥雜志,2022,47(23):6333-6339.

[5] 徐妍,毛健,慶宏.微透析-HPLC-ECD聯(lián)用在線測定煙堿暴露大鼠腦內單胺神經遞質的動態(tài)變化[J].煙草科技,2017,50(01):50-57.

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