微透析技術(shù)在組織檢測(cè)分析 的應(yīng)用

隨著社會(huì)的進(jìn)步，微透析技術(shù)作為一種較為先進(jìn)的微量生物化學(xué)取樣技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。其主要原理是用具有一定截留分子量的半透膜制成微透析探針，當(dāng)微透析探針被植入目標(biāo)組織中后，細(xì)胞外液中的小分子在濃度梯度驅(qū)動(dòng)下通過(guò)半透膜擴(kuò)散至灌注液中，然后將具有一定流速的流出液收集，之后利用其他精密儀器進(jìn)行必要的檢測(cè)、分析。

傳統(tǒng)的微透析方法多采用微透析探針進(jìn)行腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的監(jiān)測(cè)。但有限的時(shí)間分辨率、空間分辨率、膜孔徑等因素，限制了微透析廣泛的應(yīng)用，隨著幾十年的發(fā)展，一些實(shí)驗(yàn)室對(duì)微透析技術(shù)進(jìn)行了深入的探索，這使得微透析具有更廣泛的應(yīng)用前景。

微透析技術(shù)在各研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

 

一，微透析在生物學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

臨床萬(wàn)古霉素(Van)治療需要長(zhǎng)時(shí)間給藥以達(dá)到持續(xù)的治療效果。準(zhǔn)確、快速、持續(xù)的Van檢測(cè)可以為醫(yī)生在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中調(diào)整劑量和治療計(jì)劃提供基于數(shù)據(jù)的指導(dǎo)，但這種醫(yī)療監(jiān)測(cè)需求尚未得到滿足。因此MuFangya等創(chuàng)建了一種Van特異性熒光生物傳感器，結(jié)合微透析采樣技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確和靈敏的檢測(cè)方法，并在體內(nèi)對(duì)Van進(jìn)行了驗(yàn)證。Van特異性探針是通過(guò)分別將Van結(jié)合肽L－Lys－D－Ala－D－Ala的二聚衍生物的兩條肽鏈中的每一條與熒光丹磺酰氯基團(tuán)綴合而產(chǎn)生的。在正常家兔和腺嘌呤誘導(dǎo)的慢性腎功能衰竭(CＲF)家兔中記錄了Van的受試者特異性藥代動(dòng)力學(xué)，這表明體內(nèi)治療藥物監(jiān)測(cè)的可行性。他們建立的該方法有利于臨床治療中Van的持續(xù)監(jiān)測(cè)，并且為臨床治療各種疾病時(shí)監(jiān)測(cè)血藥濃度的其他有效方法提供科學(xué)依據(jù)。

二，微透析在神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

衰老與急性免疫挑戰(zhàn)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)，常被稱為“炎癥反應(yīng)”。然而，關(guān)于炎癥標(biāo)志物的基線水平是否在老化大腦的環(huán)境條件下升高，或者這種變化是否主要是在對(duì)急性挑戰(zhàn)的反應(yīng)中觀察到的，存在相互矛盾的報(bào)道。PerkinsAmyE．等采用兩種不同的方法評(píng)估年輕和衰老Fischer344大鼠的炎癥標(biāo)志物。其中采用大分子活體微透析技術(shù)測(cè)定成年(3個(gè)月)和老年(18個(gè)月)雄性和雌性大鼠海馬組織中炎癥因子的細(xì)胞外濃度。雖然幾乎沒(méi)有觀察到與衰老相關(guān)的顯著變化，但CCL3、CCL20和IL－1α的胞外濃度存在著強(qiáng)烈的性別差異。還通過(guò)選擇性激動(dòng)劑BzATP的反向透析評(píng)價(jià)P2X7嘌呤能受體參與神經(jīng)炎癥反應(yīng)。BzATP使IL－1α和IL－1β釋放增加，并迅速抑制CXCL1、CCL2、CCL3、CCL20和IL－6的釋放。在CCL3、IL－1β和IL－6中觀察到了其他值得注意的隨年齡變化的性別差異。這些發(fā)現(xiàn)共同為神經(jīng)炎癥的晚期衰老和性別差異及其P2X7受體調(diào)控提供了重要的新見(jiàn)解。

三，微透析在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

肝移植術(shù)后急性排斥反應(yīng)的臨床和生化表現(xiàn)是非特異性的，往往需要進(jìn)行一次肝臟活檢來(lái)驗(yàn)證診斷，但這可能會(huì)延誤治療。為研究通過(guò)微透析監(jiān)測(cè)肝內(nèi)葡萄糖、乳酸、丙酮酸和甘油是否可用于預(yù)測(cè)肝移植后早期排斥反應(yīng)，vonPlatenAnna等對(duì)71名接受肝移植的患者術(shù)后使用微透析監(jiān)測(cè)。首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方案確定1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)急性排斥反應(yīng)的患者，其次對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象每隔12h計(jì)算葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甘油和乳酸/丙酮酸比率的曲線下面積(AUC)，比較有無(wú)排斥反應(yīng)的患者的這些參數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的肝血檢查和零時(shí)間活檢。結(jié)果顯示，肝移植后早期微透析檢測(cè)到的代謝模式表明原發(fā)性缺血再灌注損傷和排斥反應(yīng)之間可能存在聯(lián)系，識(shí)別這些模式有助于鑒別有發(fā)生急性排斥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的患者。

四，微透析在土壤元素含量測(cè)定中的應(yīng)用

磷是作物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，精確時(shí)空施用磷肥可以改善植物磷的獲取并減少磷的徑流損失。磷的優(yōu)化施用受益于了解其從肥料顆粒釋放到土壤中的動(dòng)態(tài)，這需要對(duì)磷進(jìn)行空間和時(shí)間分辨測(cè)量其在土壤中的含量。PetroselliChiara等結(jié)合微透析和X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描來(lái)研究土壤中P的遷移。微透析探針能夠在最小物理干擾的情況下從一個(gè)位置重復(fù)進(jìn)行溶質(zhì)采樣，并且它們的小尺寸允許進(jìn)行空間分辨監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)(例如吸盤(pán))相比，微透析測(cè)量提供了一種侵入性較小的替代方案

微透析探針的類型和清洗

探針是微透析技術(shù)的核心，選擇合適的探針是是微透析實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。探針的選擇由植入的區(qū)域、透析物質(zhì)和回收率等因素決定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)部位以及目標(biāo)分子的理化性質(zhì)選擇合適的探針實(shí)現(xiàn)活體取樣。

探針有多種類型，同心圓探針、線性探針和U型探針等。其中，同心圓探針和線性探針為常用探針類型。

 

同心圓探針根據(jù)探針用途可分為腦部探針和血液探針。腦部探針如CMA探針有CMA 7、CMA 11和CMA 12。其中CMA 7用于小鼠離散大腦區(qū)的一種細(xì)硬質(zhì)探針，CMA 11則是用于大鼠離散大腦區(qū)的一種細(xì)硬質(zhì)探針，而CMA 12是用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)研究的最佳探針，可長(zhǎng)期植入。CMA的血液探針型號(hào)為CMA 20，CMA 20 是一種軟性的金屬探針，主要用于清醒自由活動(dòng)動(dòng)物或麻醉動(dòng)物的肌肉、心臟、皮膚和脂肪等。

線性探針是線性管路的結(jié)構(gòu)，管路中間為透析膜，一般用于外周組織，如皮膚、肌肉、心臟、肝臟、眼睛和胰腺等位置，也可以同于腫瘤的植入。可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要有相對(duì)應(yīng)截留量的探針進(jìn)行選擇。

 

微透析系統(tǒng)管路體積都很小，在使用過(guò)程中需注意操作規(guī)范。

使用前管路系統(tǒng)檢查

探針接上tubing管前, 先用syringe確認(rèn)tubing管是通的, 無(wú)阻塞(若tubing管有阻塞, 會(huì)將探針membrane脹破), 再將探針與tubing管一段一段慢慢接上, 確定管路中無(wú)氣泡。

 

新探針使用

干式探針:探針?lè)湃胝麴s水, 注射器充滿蒸餾水, 流速 2 微升/min, 灌流20 min以上。

 

實(shí)驗(yàn)后探針清洗:

1. 探針先泡肝素液(液態(tài)肝素液可跟蒸餾水對(duì)半稀釋, 粉末狀肝素可跟蒸餾水配（1mg/ml)20 min。

2. 探針換泡蒸餾水, 注射器放蒸餾水, 流速 2 微升/min, 灌流過(guò)夜。

 

使用后保存

可放在蒸餾水中保存探針; 若長(zhǎng)時(shí)間不使用可晾干保存。

微透析取樣技術(shù)，擁有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。雖然有一些局限，但在近年來(lái)的應(yīng)用中，微透析技術(shù)也在不斷改進(jìn)和完善，并逐漸走向成熟�？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著其廣泛應(yīng)用和技術(shù)的不斷發(fā)展，將會(huì)加速各個(gè)研究領(lǐng)域的研究進(jìn)程并開(kāi)創(chuàng)它們的新面貌。