清醒活動裝置在動物腦化學(xué)物質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)分析的應(yīng)用

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神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)器細胞如肌肉細胞、腺體細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(jīng)元中。數(shù)以億計的神經(jīng)遞質(zhì)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(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，它是一種通過擴散原理，從生物活體腦內(nèi)進行動態(tài)微量生化取樣的技術(shù)，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(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，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(jié)果不能充分反應(yīng)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(jié)果更能夠反應(yīng)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(shù)雖然能夠在活體動物中檢測目標區(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)的動態(tài)變化，從而進一步衍生出電生理、電化學(xué)等方法。

神經(jīng)遞質(zhì)的在線檢測分析除了利用微透析的方法檢測神經(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(jīng)遞質(zhì)的動態(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別的時間分辨率檢測神經(jīng)遞質(zhì)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(zhì),而對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,實現(xiàn)神經(jīng)遞質(zhì)的特異性檢測。

能實時監(jiān)測動物神經(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(nèi)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(jié)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(zhì)。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(jié)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(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,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(jīng)遞質(zhì)的釋放與調(diào)控,可更好地理解某些疾病的發(fā)病機理,并為臨床治療奠定基礎(chǔ)。

相關(guān)文獻：

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