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北京脑化学物质原理欢迎来电 铭泰佳信
作为神经,大脑是运动,感觉,情感等生命活动的中心。因此,脑科学的研究对于理解和认识各种神经生理和病理过程的本质具有极其重要的意义。脑功能的神经信号传递绝大多数需要多种神经化学物质的共同参与,包括神经递质(如儿茶酚胺、谷氨酸,y---,-、神经肽等)神经调质(如抗坏血酸等),能量物质(如-、乳酸、atp等),离子(如h.k* ,na,ca*,ci等)以及其它重要的神经分子(如h,o, ,h,s,no等)[1.2]。因此,建立和发展新的分析化学的原理和方法,在层次实现脑化学的动态监测,将-推动对脑功能和脑-分子机制的研究。
微透析取样技术自1972年问世以来,已被广泛应用于神经科学、药学和分析化学等多学科的研究中i4]。作为取样技术,该技术一般需要结合样品分离和检测,方可实现与脑化学相关的研究。电化学生物传感器由于具有高选择性和传感界面设计多样性等优点,因此微透析技术和高选择性生物电化学传感的有效结合,可形成在线电化学分析系统(online electrochemical system , oecs) ,实现部分神经分子(如-、乳酸、谷氨酸等)的直接检测[]。相对于使用样品分离的离线分离分析,oecs 具有时间分辨率高,样品保真,易与行为学研究相结合等优点[]。但是,无需样品分离的直接检测方法要求在线电化学传感器应满-下条件:(1)高选择性:应避免脑透析液中其它神经分子,如抗坏血酸、尿酸、-及其代谢物的干扰;(2)高灵敏度:可有效检测脑透析液中的低浓度物质,如-、谷氨酸、-等;(3)-的稳定性和重现性:可进-时程的流动分析;(4)多组分同时分析:多个传感器之间应无交叉干扰;(5)与生理学研究的兼容性;能够实现在复杂脑神经生理和病理条件下对于特定神。
基于氧化酶构建的代电化学生物传感器已被用于构建在线分析系统。rogers 等[l通过电聚合将-氧化酶固定在微流控芯片的工作电极上,有效避免了抗坏血酸、-等内源性电活性分子的干扰。他们结合快速微透析取样技术,研究了sd过程中脑内-的变化规律;通过使用米松,实现了脑内-浓度的长期监测(]。为了解决h,0,检测时的过电位问题,辣根-化物酶( horseradish peroxidase , hrp)作为h,0。还原的生物酶催化剂,常被用于构筑高选择性的电化学生物传感器。在该类传感体系中,通常需要外加电子媒介体实现 hrp和电极之间的电子传递。niwa等lss制备了固定有谷氨酸氧化酶的反应器,将饿的配合物与hrp复合而形成的凝胶(os-gel-hrp)修饰在玻碳电极上,并以此作为检测器,发展了谷氨酸的在线分析方法,灵敏度高(24.3 na/( umol/l)) ,检出限低(7.2 nmol/l) ,成功检测到kcl-单个神经元细胞及电-脑切片引起的亚微摩尔及微摩尔水平的谷氨酸变化。osborone 等[制备了一种双半圆形的工作电极,分别在两个半圆电极上修饰了os-gel-hrp/-氧化酶和os-gel-hrp/乳酸氧化酶,在克服了电极间交叉干扰的前提下,建立了脑内-和乳酸浓度同时检测的在线电化学分析方法,实现了大鼠在清醒状。
对底物进行识别和传感过程中,脱氢酶型生物传感器通常需使用外加辅酶和电化学催化剂。将三者稳定地固定于电极的表面,形成一体化的传感器,这是该领域研究的挑战之一。通常情况下,电催化剂可通过吸附或电化学聚合的方式固定在电极表面,脱氢酶亦可通过表面吸附或交联的方式固定在电极表面。但将三者在电极表面进行有效的复合,形成有利于酶与辅酶、辅酶与电催化剂之间有效电子传递的生物电化学表界面是其关键。围绕这些问题, yu等[?合成了nad作为对离子的离子液体,利用该离子液体和mcg分子与单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes ,swnts)之间的相互作用,制备了以mg为电化学催化剂的凝胶。由于swnts的存在,所制备的凝胶具有-的导电性,有利于mg的电子转移。而且,该凝胶可通过研磨的方式固定于电极的表面,从而简化了制备方法骤,有效降低了不同传感器之间的差异。通过结合脱氢酶(如-脱氢酶) ,即可制备基于脱氢酶的电化学生物传感器。
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