鼠腦內(nèi)幾種生物小分子的活體在線檢測分析.pdf

1、腦神經(jīng)化學(xué)過程的研究一直是分析化學(xué)、生命科學(xué)和腦神經(jīng)生理學(xué)領(lǐng)域最熱點(diǎn)和最前沿的研究課題之一，對腦神經(jīng)現(xiàn)象過程中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時定量監(jiān)測和分析一直是科學(xué)家殫精竭慮研究和解決的重大問題，因?yàn)樵谀X神經(jīng)過程中的信息傳遞或者在各種生理和病理過程中，都有相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)的參與。為了了解腦神經(jīng)過程中生物分子的作用，對這些物質(zhì)進(jìn)行活體、實(shí)時、動態(tài)分析是了解神經(jīng)活動的基本過程、研究腦功能和腦神經(jīng)系統(tǒng)的生理過程以及調(diào)查很多重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制和病理過

2、程的前提和基礎(chǔ)。因此，發(fā)展高靈敏的、高選擇性的新型活體在線分析方法，實(shí)現(xiàn)腦內(nèi)生理活性化學(xué)物質(zhì)的有效檢測，將為從分子層次上認(rèn)識和研究腦神經(jīng)過程中的化學(xué)本質(zhì)提供可能。微透析活體取樣-在線化學(xué)檢測方法由于具有保持了大腦的完整性、對大腦的損傷較小、選擇性好、分析步驟簡便易行、近實(shí)時的時間分辨和可以連續(xù)檢測腦神經(jīng)活動中的化學(xué)物質(zhì)的動態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)，在腦神經(jīng)化學(xué)的研究中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。本論文針對活體在線-化學(xué)分析方法研究中存在的瓶頸問題，基于光、電化

3、學(xué)基本原理和生物化學(xué)傳感技術(shù)，提出并建立了重要生理活性物質(zhì)包括葡萄糖、鎂離子和過氧化氫等的活體在線化學(xué)分析新原理和新方法，取得了良好的檢測效果。具體工作可以概括如下:
　　 一、基于調(diào)控介體電位的活體在線電化學(xué)分析:通過設(shè)計并合成了基于咪唑類聚陽離子，其不但可以很好的分散碳納米管，而且與鐵氰化鉀具有強(qiáng)烈的相互作用。這種相互作用不但可以將鐵氰化鉀固定在電極表面，而且可以導(dǎo)致鐵氰化鉀的式電位負(fù)移0.10V至0.16 V(vs.Ag/

4、AgCl)，這個電位可以避開常規(guī)電化學(xué)生理小分子的干擾，從而實(shí)現(xiàn)了基于酶的底物的選擇性測定。我們以葡萄糖為例，通過在電極表面修飾葡萄糖氧化酶，成功實(shí)現(xiàn)了豚鼠腦內(nèi)葡萄糖的選擇性活體在線測定。該工作為研究基于相互作用研制新型傳感器奠定了基礎(chǔ)。
　　 二、鼠腦內(nèi)鎂離子的活體比色法檢測:利用1，4-二硫蘇糖醇(DTT)和鎂離子之間的強(qiáng)螯合作用，建立了鼠腦內(nèi)鎂離子簡單但高選擇性的活體比色檢測的新方法。該方法通過用DTT和半胱氨酸(Cys)

5、合理的修飾金納米粒子(Au-NPs)，在鎂離子加入溶液后，可以高選擇性的使得Au-NPs聚集，從而引起宏觀上顏色從酒紅色到藍(lán)紫色的變化。一方面，由于Cys的加入，從而避免了加入DTT引起的Au-NPs的自聚集。另一方面，在Au-NPs表面修飾上DTT，它可以與鎂離子之間發(fā)生強(qiáng)整合作用，所以可以有效的高選擇性檢測鎂離子。而且，除了鈣離子外，鼠腦內(nèi)共存的其他物質(zhì)對檢測結(jié)果沒有明顯的影響。我們加入乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)為鈣離子選擇

6、性的掩蔽劑，從而消除了鈣離子的干擾。該方法簡單有效，通過結(jié)合微透析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)鼠腦內(nèi)鎂離子生理水平值的測定。本研究為與鎂離子相關(guān)的生理病理的研究提供了新的有效方法。
　　 三、鼠腦內(nèi)過氧化氫的比率型熒光檢測:利用量子點(diǎn)優(yōu)越的光學(xué)性質(zhì)的優(yōu)勢，設(shè)計并構(gòu)建檢測過氧化氫濃度的量子點(diǎn)比率型熒光探針。選擇兩種不同顏色的量子點(diǎn)，分別包埋在氧化硅內(nèi)部和共價連接在氧化硅表面，構(gòu)筑出雙發(fā)射量子點(diǎn)比率型熒光探針。該探針內(nèi)部的發(fā)紅光量子點(diǎn)的熒光并不受