微透析技术在神经科学中的应用_开题报告

一、文献综述

微透析(microdialysis)技术是将灌流取样和透析技术结合起来并逐渐完善的一种新型生物采样技术，可在麻醉或清醒的生物体上使用，特别适合于深部组织和重要器官的活体生化研究。目前已成为实验神经生理学和神经化学的重要研究工具之一，它可提供递质释放、摄取和代谢的必要信息。随着微透析采样和检测灵敏度的不断提高，微透析技术迅速发展起来成为生物化学研究中一个引人注目的新领域。微透析技术是近四、五十年发展起来的实验技术，由于可通过透析液与细胞外液的渗透交换作用，精确地获取局部组织的代谢、排泌信息，故在生物学和医学研究中得到愈来愈广泛的应用。目前，多数文献集中于利用微透析技术研究组织细胞代谢、细胞因子和介质排泌状况。实际上，利用此项技术可获取的信息远不止于此，重要器官组织有关医药、农药、金属元素、环境污染物及上述物质代谢产物的详细信息均可利用本项技术获得。因此，微透析技术在环境和职业医学领域似有着更广阔的发展天地。

微透析技术最大的优点是可在基本上不干扰体内正常生命过程的情况下进行在体(invivo)、实时(realtime)和在线(online)取 样，特别适用于研究生命过程的动态变化。微透析时选取适当微透析膜的截留分子量，免除了复杂的样品前处理及由此而产生的样品损失和误差，也不会因在室温取样而酶解，提高了样品的稳定性，使微透析液中可不含蛋白质和酶等生物大分子，同时由于微透析取出的样品体积小，易于挥发，因此取出后不易久放，能直接进入分析仪器进行测定。常用的有高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)、质谱(MS)及激光诱导的荧光检测器等，从容地进行分离和测定。 

但微透析技术仍存在一些不足，不足之处在于探针的植入会造成局部轻微的损伤。特别是对急性实验可能有一定程度的影响。回收率的测定虽然种类繁多，但每种方法都不够完善，影响了实际浓度的计算。由于采用的方法不同在检测浓度极低的生理活性物质时不同作者的报告有时可能相差近一个数量级。微透析技术要求探头必须准确插在同一取样部位，因此不适合对很小的脑内神经核团采样。     微透析实验技术采用具有截留不同相对分子质量物质性能的纤维半透膜制成极细的微透析探头(micordilaysisprobe MDP)，埋入待测的组织区域内，再以恒定的速率向探头内灌注与组织液成分相近的等渗灌流液；当灌流液流经探头前端透析膜时，位于探头膜外侧组织内相对分子质量较小的生物活性物质，将依浓度梯度从膜外扩散入膜内，并随灌流液引流出探头；以一定的时间间隔有序地接收透析液，采用高灵敏度化学检测系统连续检测收集的透析液中待测生物活性物质浓度，便可有效监测活体动物或人体特定组织区域内细胞外生物活性物质的动态变化情况。    早期微透析探头(多为简单的透析纤维管或u型探头和I型探头)对组织损伤较大；近年一种新型同心圆I型探头，则可广泛用于脑、血管和重要组织的微透析分析。欲采集的样品可经过探针顶端的半透膜进入收集管(外管)形成“透析液”流出。当灌流液流经透析膜时，不同分子根据其浓度的大小不同或从灌流液中扩散出来(称为“逆透析”)或由组织外液进入(回收)透析液。    微透析出来的待检物质浓度毕竟不能确切代表受检组织中该物质的实际浓度；且由于使用不含待测成分的灌流液不断进行灌注，因此永远也达不到平衡状态，提示从微透析液检测到的浓度只能是该部位体液真实浓度的“片断”，该物质在受检组织中的浓度应恒定地大于灌流液中该物质的浓度，二者的比率即是所谓“相对回收率”。

由于通过微透析得到的样品量是以微升来计量的，因此研究者们采用了多种方法来保证透析液中的待测物质浓度达到检测的要求。如在检测神经肽时，为减少透析系统对其粘附，有研究者在灌流液中加入牛血清白蛋白或某些抗体；为防止肽类物质氧化，可在收集管中加入抑肽酶；为防止在实验过程中凝血，可用肝素钠注射液对探针透析膜进行处理；为避免单胺类物质的氧化，在避光、冰浴等条件下收集可取得较好效果。 透析液样品的体积小、易挥发，为检测透析液中的待测物质浓度且减少样品在转化过程中的损失，研究者们通常使用的方法有高效液相色谱,还可以与电化学、毛细管电泳、气相色谱等，、荧光学、放射免疫、紫外检测等联用。

微透析技术在神经药理学的研究

1、药效学研究  通过分析透析液中内生的神经递质、神经调质，可直接衡量药物的治疗效果，有助于探讨药物作用的机理。如Hargreaves利用微透析技术监测了接受手术去除受损磨牙的患者，发现预先服用甲基泼尼松龙可使缓激肽释放减少。窦永起，杨明会等研究人员针对“抑颤汤”治疗帕金森病方面进行了一系列研究。他们利用6羟基多巴诱发法建立帕金森病大鼠模型，采用脑组织液微透析技术，用高效液相色谱法测定细胞外液中儿茶酚胺类物质含量的变化。结果显示：抑颤汤能减轻帕金森病模型大鼠脑黑质细胞的受损程度，促进其修复，改善黑质纹状体系统的分泌功能，提高脑组织中内源性儿茶酚胺类物质的含量，从而为临床应用“抑颤汤”治疗帕金森病提供了相应的动物实验依据。应用同样的方法处理大鼠，徐耀等研究古拉定、川芎嗪、丹参对6-羟基多巴胺(OHDA)处理后大鼠的黑质多巴胺(DA)神经元及纹状体细胞外液DA的影响，结果发现：古拉定、川芎嗪、丹参不能阻止6-羟基多巴胺对黑质DA神经元的毒性作用，亦不能增加损伤侧纹状体的DA含量。

2、药动学研究    早期的微透析药动学研究主要是在中枢神经系统，最近也有用于其它各种不同组织研究的报道，而阐明中枢药物的作用机制对于研究药物与血脑屏障的关系很有意义。Desrayaud等通过同时在大鼠脑和血管植入微透析探针研究发现，服用P糖蛋白抑制剂SDZ PSC 833可以极大增加秋水仙碱血脑屏障的穿透力。Nakashima等用微透析同时从血及脑中取样，对左旋多巴在大鼠体内的药动学及药代学进行了研究，认为体内多位点微透析取样研究药动学及药代学简单可靠。Tsai等从血液、海马区和胆汁3个方面同步使用微透析探针进行了黄芩素的药物动力学研究。在药物代谢研究方面，微透析技术比传统技术更加清楚、全面地反应了药物在体内的中间代谢过程。Scott等应用微透析技术，通过监测扑热息痛和它的葡萄糖苷酸浓度-时间变化来研究其药动学和药代学：Davies和Lunte通过在麻醉大鼠肝的3个不同部位植入探针来进行药物代谢酵素的分布研究；还有很多机构利用它来作药物与肥胖、饮食、运动关系的研究。

Tseng等研究了京尼平苷在大鼠血液、肝脏脑纹状体、胆汁的药动学过程，透析液直接用HPLC UVD检测分析，结果表明在脑纹状体部位探针的透析液不能检测到京尼平苷，说明该药可能不能通过血脑屏障，血液中药动学结果表明，该药的药动学特征在10～100arg／kg剂量范围内与剂量呈正相关在10mg／kg剂量下该药在胆汁的AUC值显著大于血液AUC值，提示该药有肝胆排泄，并且发现针灸太冲(LIV3)和阳陵泉(GB34)两个穴位，不影响该药在大鼠血液、肝脏、胆汁的药动学过程。微透析采样技术在药动学研究中的应用，非常有助于药物体内动力学研究的开展。

吴秀君、凌家俊等人利用稳定同位素内标微透析技术进行尼古丁脑局部药动学研究，他们将微透析探针固定在大鼠右侧的纹状体中，让大鼠在清醒及自由活动下进行实验，将尼古丁贴在大鼠颈后已脱毛的部位，以20min为时间间隔，连续收集600min透析液，进样分析。用DAS2.0分析得出经透皮吸收的尼古丁在脑内的药动学参数是t1为170.31min,t2为260.30min。实验结果与用血药浓度法所得到的药动学参数比较有所不同，主要原因是：微透析技术是在清醒的实验动物脑部取得样本，而血药浓度法是在麻醉状态下取血得到样本，两者的吸收和分布会有差异，然而微透析方法可以更直接的取得药物作用靶部位的细胞外液游离药物的样本，且用同位素法实时校正探针的回收率，使实验数据更精确且可靠性更高，体现了微透析技术应用于脑内药动学研究的优越性。

 微透析检验技术创伤轻微，不破坏机体完整性，不易引起组织感染及组织部位容积变化，能长时间连续取样，样品相对纯净(不含蛋白质、酶等生物大分子物质)可不经预处理，可实现在线样品分析，测定结果可真实代表取样位点目标化含物的浓度，并可获得有关代谢中间过程的信息。随着微透析技术的进步和实践经验的积累，可以预料，在不久的将来，微透析技术将会迅速介入环境和职业医学领域，而使这一医学科学又获得一个更得力的工具。

    研究进展    随着微透析技术的不断发展，它已经越来越多的应用于实验及临床研究。应用的组织器官已经包括脑、皮肤、肌肉、心、肾、肝、眼、子宫、胰腺、黄体、脊髓等；能够检测出的物质主要有单胺类物质及其代谢产物、氨基酸类物质、肽类物质、能量代谢物及激素类等。随着药物研究的进一步深入，微透析技术在药代动力学方面的应用也越来越多。

 微透析技术是一种新型的取样和制样方法，它可以连续活体取样，多部分多组分取样，且取出样品不含大分子杂质，可直接用于色谱分析。它与传统的生物样品取样和制样有截然不同的构思，已经越来越引起生物分析工作者的注意。相信随着分析和统计方法的不断提高，微透析技术作为临床常规检测方法和给药手段，在神经科学中发挥重要作用。

二、^范文提纲

一微透析技术原理

二微透析系统

三微透析技术在神经科学中的应用

（一）脑外伤

（二）癫痫

（三）脑肿瘤

四 微透析技术问题与展望

（一）存在的问题

（二）今后展望

三、参考文献

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