活体脑化学物质实时分析系统多酶协同电化学生物传感器的分析

神经系统中存在着一类重要化学物质,如乙酰[)、ATP1%'1 ,y-氨基丁酸R等,既没有电化学活性,也缺少相对应的氧化酶或脱氢酶识别元件,利用一般的电化学生物传感原理很难实现其直接检测。

因此,多酶串联反应的电化学生物传感器应运而生。如乙酰的传感分析可同时利用乙酰酯酶(Acetylcholine oxidase，AChE)和氧化酶(Choline，ChOx ) ,通过检测酶促反应过程中H,0。

的生成量实现乙酰的传感分析。但是,在神经系统中,除抗坏血酸、尿酸等具有电化学活性的物质外，细胞间液中的浓度比乙酰的浓度一般高1000倍左右,这些物质都会干扰乙酰的测定。

因此,消除和抗坏血酸的干扰是乙酰分析的关键。

Niwa等!R]在微透析取样-在线电化学检测系统研制的过程中,在乙酰电化学传感器的上游引入固定有氧化酶和过氧化氢酶( Catalase )的微柱,先将及其氧化产生的H,0,消耗掉,从而避免对乙酰的干扰。

为了降低抗坏血酸的干扰,他们在AChE-ChOx/Os-gel-HRP修饰层上修饰了Nafion 膜,阻止带负电荷的抗坏血酸向电极表面扩散。基于此,他们建立了乙酰的高选择在线电化学分析方法,在大鼠海马脑切片上,成功检测到电刺激诱导的胞外乙酰浓度的升高。

脑化学物质实时分析系统总结与展望

目前,基于电化学生物传感器的分析已经成为分析化学、神经科学、物理和材料科学等多学科交叉研究领域的热点之一,对于推动脑神经生理和病理分子机制的研究具有重要意义。

本文综述了多种电极/溶液界面的设计策略,旨在建立和发展可用于脑化学分析的生物电化学传感器。

然而,在层次上准确地破译化学信号和大脑机能之间的关系仍然面临着巨大的挑战,生命体系的复杂性,以及分子间相互作用的多样性,对神经化学物质的测定提出了更高的要求。

脑化学物质实时分析

神经递质是一种存在于大脑里的化学物质，大脑里细胞用它与其他细胞进行沟通和信息交换。没有神经递质，我们的记忆、快乐、欲望、学习能力等等都不可能以现在的形式存在。许多疾病——比如阿尔茨海默病、、等等——都和各种神经递质有关，相关的——比如抗抑郁药、抗焦虑药、、“聪明药”，或是生活中常接触到的烟、酒、咖啡，其实都是通过影响神经递质来起作用的。

脑神经递质递质共存2

共存递质释放概率的差异主要是由神经递质囊泡和突触前膜上的Ca2+通道之间的相对距离不同造成的。突触前膜上Ca2+通道密集的区域称为活性区，是神经递质释放的主要部位。包裹着小分子递质的突触囊泡通常搭靠在活性区部位，因此与Ca2+通道较近；而多肽类递质囊泡则远离突触前膜和Ca2+通道分布。低频刺激下，进入突触前膜的Ca2+浓度有限，只能使活性区附近的小分子囊泡释放；高频刺激时，Ca2+大量涌入突触前膜，其浓度才足以让位于更远处的多肽类递质囊泡和近处小分子递质囊泡同时释放。