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脑和脊髓微透析采样技术的理论、方法和应用1王云综述 1 岳云2史琳审校1首都医科大学附属北京朝阳医院麻醉科（100020）2比利时布鲁塞尔自由大学医学中心麻醉科1、概述全麻下中枢神经系统功能变化的研究是麻醉学领域内重要的课题之一，全麻下中枢神经系统的功能诸如学习和记忆、感觉和运动、觉醒与无意识等的变化与神经元之间的信息传递有着极大的关系。
而神经元之间的信息的传递是以递质分子的释放、识别和灭活为基础的。
神经细胞间隙是神经元之间传递信息的主要场所，因此了解全麻下中枢神经系统活动机理，必须对神经细胞间隙中的化学物质进行动态监测。
传统的神经化学的研究大多是对离体脑组织的分析，这些离体分析方法所提供的通常是一种静态的、混杂的结果，包括了细胞器、细胞浆及细胞外液中成分的总和。
随着认识的深入和材料科学的进步，人们在推挽灌流基础上发展了的微透析技术，再加上微量递质检测技术的飞速发展，使得活体动物神经递质的在线测量成为可能，从而使行为学的研究与中枢神经系统相应区域的神经递质的释放相联系起来，有利于更深层次地揭示整体动物神经活动过程中的化学调控规律。
目前，此技术已成为研究全麻下神经化学特别是神经递质和神经肽的重要手段，并开始应用于疼痛的脑和脊髓机理的研究，临床上亦有使用该技术监测脑代谢的报道。
2、脑和脊髓微透析的原理2．1原理微透析是监测活体组织细胞外化学物质变化的一种技术，它以小分子物质和水能通过半透膜顺浓度梯度扩散的原理为基础。
将透析膜植入特定区域，用组分和理化性质类似于相应组织细胞外液的溶液进行持续灌流，当待测物质的浓度在透析膜一侧较高时，这些物质就会顺浓度梯度进行扩散。
由于灌流的持续进行，透析管内的液体不断的流动更新，因此跨膜浓度梯度始终存在。
通过不断收集一定量的灌流液测定其中的待测物质的含量，从而达到对该物质的动态监测。
2．2回收率（recovery）微透析探头的透析效能可以它对待测物质的回收率来表示，通过比较透析液和探头外介质中待测物质的浓度可以确定该物质的回收率。
微透析技术在脑组织研究中的应用微透析技术是将推挽灌流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。
微透析技术最早应用于脑内是在1972年美国耶鲁大学报道的猴脑的微透析研究，之后微透析即开始应用于对脑内神经递质的改变，药物动力学监测以及一些疾病脑内神经生理改变的研究，至今已有30多年的历史。
本文就微透析技术在脑组织研究中的应用作一综述。
1 微透析技术的原理及探针回收率的测定微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术，是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度，灌注埋在组织中的微透析探针，组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液，被连续不断地带出，从而达到从活体组织中取样的目的，通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。
这是一种动态连续的取样方法。
简单地说，微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”，使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此“毛细血管”，然后随液体流动带出体外进行检测。
微透析技术最大的优点是可在基本上不干扰体内正常生理过程的情况下进行在体、实时和在线取样，透析过程探针周围的组织液成分不会发生改变，所以可以持续收集样品，而且被透析动物可以小到老鼠一般大小。
通过微透析技术可以单独取得细胞外液，因此可对大脑神经递质进行活体监测［1］，由于透析液中不含蛋白质和酶等生物大分子，能直接进样进行高效液相和毛细管电泳等生化分析，免除了复杂的进样前样品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，而且随着现代技术的进步可以对微透析试验进行全程的自动化控制。
微透析试验中一个重要的步骤是要测定微透析探针的回收率(透析液中待测化合物的浓度与其在样品基质中浓度之比)，由于微透析是在非平衡条件下取样，所以所测得的透析液中化合物的浓度只是探针周围样品基质中该化合物浓度的一部分。
利用微透析技术在大鼠脑内取样的方法本文通过查询文献并结合笔者的实际操作经验，介绍微透析技术原理，以及利用微透析技术进行清醒大鼠rACC脑区定位取样的方法。
标签：微透析；透析液；立体定位；rACC脑区；大鼠前扣带皮层（anterior cingulate cortex，ACC），尤其是其吻侧部（rostral ACC，rACC）是参与情绪情感反应的重要中枢[1-3]。
已有研究证实，rACC也是伤害性刺激传入高位中枢时形成痛厌恶情绪的重要脑区[4-6]，那么在痛情绪发生时rACC脑区神经元释放的神经递质有何变化是我们所关注的。
微透析技术正是一种可以探究这一問题的手段。
该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从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术，具有活体连续取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等特点[7]。
目前，微透析技术主要应用于大脑、血液、脊髓等部位[8-11]，通过定位后取样再检测，观察目标神经递质的相对变化，可在麻醉或清醒的生物体上使用。
在清醒生物体上进行微透析实验比起麻醉生物体，取得的样本会更接近于正常生理状态[12]。
但由于动物处于可自由活动的状态，存在很多不确定因素，因此实验中所需的条件和对动物的各种操作均要在不断地摸索和尝试中确定。
笔者通过查询文献并结合作者的实验操作经验，介绍利用微透析技术进行清醒大鼠rACC脑区定位取样的方法，现报道如下。
1 定位1.1 微透析探针的选取微透析探针的供应商有瑞典的CMA公司，美国的BAS公司和日本的EICOM公司，另外也有实验室采用自制的微透析探针。
本实验室采用的是EICOM公司的探针，根据定位脑区的深度和所需检测的目标神经递质的分子量大小（一般检测的神经递质为氨基酸类神经递质和单胺类神经递质），选择所需的探针规格。
EICOM公司的脑组织探针主要有三个系列，本实验室选用的探针样式为A-Z系列带有导管、内芯和导管配套的螺帽，探针规格为管长4 mm，膜长2 mm，膜材料：人造纤维素，50 kDa截留分子量，见图1。
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用微透析技术是近年来应用于药物动力学和药物代谢研究中的一项新兴技术，该项技术在药物代谢和药代动力学研究领域中已取得重大的进展并有广阔得应用前景，本文概述了微透析技术的基本原理及特点，并重点介绍了其在药物代谢和药动学研究中的应用。
标签：微透析；药动学；药物代谢微透析(Microdialysis，MD)技术是近些年来临床上发展起来的一种新型取样技术，其原理与透析相同，可通过器官与组织中的体液进行连续、动态取样，取得的透析液较为纯净，且均为小分子物质，能与HPLC/MS或HPLC联用,组成HPLC/MS或HPLC联用新技术进行原位在线分析，具有“微创、高效、实时、活体”等特点。
在麻醉或清醒的生物体上进行深部组织的操作以及重要器官的生化研究具有重要的意义。
随着近年来微透析技术的不断发展，该项技术在临床上的推行也越来越广泛。
目前微透析技术在药物代谢和中药药动学研究领域同样发挥着重要的作用[1]。
1基本原理微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术，是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度，灌注埋在组织中的微透析探针，组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液，被连续不断地带出，从而达到从活体组织中取样的目的[2]，通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。
这是一种动态连续的取样方法。
简单地说，微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”[3]，使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此毛细血管,然后随液体流动带出体外进行检测原理及其系统组成微透析技术不同于以往传统的研究手段,它是一种动态连续取样方法。
简单地说,微透析技术的原理就是创造一个“人造血管”[1],使待测化合物在浓度差的作用下扩散而出入此“人造血管”。
在体微透析技术首先在组织中植入具有半透膜的探头(probe)装置，透析膜能允许小分子物质及水分通过，体外微流泵能允许一定的灌流也通过探头，由于透析膜两侧存在浓度差，物质会从高浓度方向向低浓度方向扩散。
微透析技术在中医药研究中的应用微透析技术的发展及应用现状微透析(Microdailysis，MD)一词起源于上个世纪50年代后期，为一种新型的生物采样技术，最初主要用于脑部采样，来研究脑内神经递质的释放。
微透析不同于以往传统的研究手段,是一种从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术。
动态：传统的采样方法是在一定时间点处死一批实验动物取血或脏器进行分析，首先样本过大，这会造成实验动物的大量浪费，其次由于实验动物的个体差异，会使实验中的误差过大；而微透析技术可以在同一只动物身上连续动态采样，而且可以在同一只动物的不同组织中植入探针，从而在同一只动物身上同时测定不同的药动学指标，既减少实验动物的用量，节省经费，又使实验中的误差减小。
生物活体：取样中的动物可以是麻醉的，也可以是清醒的，因而获得的样品接近生物的正常生理情况，使获得的数据更加的精确、可靠。
微量：传统采样方法是抽取拟定时间点动物的全血或其他体液，势必会影响实验动物的体液进而影响药物在体内的药动学行为；而微透析技术是以透析原理为基础，收集拟定时间段内的透析液进行分析，取样量极微小，一般是以µL为单位的，不会影响实验动物的体液，因而使测定的药动学参数更加准确、客观。
1、微透析技术的发展历史微透析(Microdailysis，MD)一词起源于上个世纪50年代后期，1958年Kslant 首次用于描述一种同时透析和提取血液中的极性类固醇的方法。
1961年Gaddum 发明了推拉式灌流取样技术并应用于监测脑细胞外神经化学物质,之后这项技术得到许多改进，曾广泛应用于脑中许多部位的神经递质的检侧。
1966年，Bito 等首次报道了利用半透膜对狗血液和脑细胞外液中的游离氨基酸和其他电解质进行了采样。
1972年，美国耶鲁大学Delgado等首次利用脑微透析推挽灌流技术研究恒河猴脑内神经递质多巴胺的释放实验，开辟了脑微透析技术在神经科学和脑部研究领域的先河。
微透析技术一、微透析技术微透析(Microdialysis)技术是一种将灌流取样和透析技术结合起来并逐渐完善的一种从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术。
具有活体连续取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等特点。
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。
1、主要原理以透析原理作为基础，通过对插入生物体内中的微透析探头在非平衡条件下进行灌流，物质沿浓度梯度逆向扩散，使被分析物质穿过膜扩散进入透析管内,并被透析管内连续流动的灌流液不断带出，从而达到活体组织取样的目的。
2、微透析系统及其特点2.1、微透析系统装置主要由微量泵、微透析探头、收集器、连接管及配套设备组成。
2.1.1、微量泵以注射泵为佳,有利于减少恒流泵和蠕动泵的波动, 流速一般为1~5μl/min。
2.1.2、微透析探头有直线性探头、环形探头、同心型探头等不同的类型(微透析管因实验对象不同而形状大小各异)；按照探头的形状分为穿颅探头、U型探头、I型探头、环形探头等。
目前普遍应用的是同心型探头，微透析探头通常是由一管式半透膜与不锈钢、石英或塑料毛细管构成双层管道；长度一般为1～10 cm。
半透膜由再生纤维素、聚碳酸酯或聚丙烯腈制成, 载留分子量5～10 KD不等。
实际应用需根据具体组织和待测物选择不同的微透析探头。
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( in vivo)、实时( real time) 和在线(on line) 取样, 特别适用于研究生命过程的动态变化。
微透析技术的优点是活体取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等。
该技术的另一大优点是样品的采集与分析过程既可在位又可离位进行。
此外微透析技术的独到之处是可以单独取得细胞外液, 因此可对体内神经递质的释放量进行动态监测, 具有重要的生物学意义。
微透析与质谱熊少祥微透析（Microdialysis，MD）是一种优良的在线取样方法，其最大的优点是：在基本不干扰生物体内正常生命过程的情况下，进行活体(in vivo)、实时(in time)、在线(on line) 取样，特别适合研究生命过程的动态变化。
Bito等1966年首先报道了应用半透膜可以用在对狗的血浆和大脑的细胞外液的取样分析，随后微透析广泛的应用于生物活体的神经传质的研究，由于质谱分析的快速，灵敏和进样量少等特点，其与微透析联用对生物活体的在线研究有不可替代的作用。
微体积取样能力的要求，使得微透析在酶和底物的特性分析研究中成为重要的手段，尤其是与高灵敏的检测系统联用时。
质谱作为一种有力的检测手段，得到的分子和碎片离子，可以较好地提供样品的结构信息。
随着电喷雾电离源（ESI）和基质辅助激光解吸电离源（MALDI）的应用和发展，质谱越来越成为生物分子的一种重要分析技术，尤其是ESI-MS 可以通过碰撞诱导碎裂（CID）提供生物大分子的基本序列信息和结构信息，其重要作用已日渐突出。
质谱在生物样品分析中的最大缺陷是存在一些物质效应，如盐及小分子物质的存在，将严重影响样品分子的离子化效率，导致检测灵敏度下降，甚至无法得到检测信号。
因此，用微透析脱盐，除去生物样品基质的干扰，也成为其在质谱应用中的一个重要方面。
Liu 等对DNA等生物样品分析时，应用在线微透析可以降低盐的浓度至250mM，证实了微透析去盐的快速和高效[1]。
1.微透析原理微透析采用透析技术，关键部分是透析膜，仅仅允许水分子和其他小分子透过，膜内灌注液体介质，这种介质与膜外液流（通过向两个方向的扩散）达到平衡。
微透析体系的基本部件包括：透析针，连接管，灌注介质，注射泵，样品收集器（图1）。
样品可以通过样品收集器收集，也可以通过在线注射阀引入分析系统。
实验动物置于相应设计的装置中，要求动物自由活动而不影响或者破坏连接管。
图1 基本微透析系统示意图，组成包括驱动注射液的注射泵，微透析探针和连接管微透析探针的设计大致有三种：线型方案，同轴方案，并列分路式方案（图2）。
微透析技术一、微透析技术微透析(Microdialysis)技术是一种将灌流取样和透析技术结合起来并逐渐完善的一种从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术。
具有活体连续取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等特点。
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。
1、主要原理以透析原理作为基础，通过对插入生物体内中的微透析探头在非平衡条件下进行灌流，物质沿浓度梯度逆向扩散，使被分析物质穿过膜扩散进入透析管内,并被透析管内连续流动的灌流液不断带出，从而达到活体组织取样的目的。
2、微透析系统及其特点2.1、微透析系统装置主要由微量泵、微透析探头、收集器、连接管及配套设备组成。
2.1.1、微量泵以注射泵为佳,有利于减少恒流泵和蠕动泵的波动, 流速一般为1~5μl/min。
2.1.2、微透析探头有直线性探头、环形探头、同心型探头等不同的类型(微透析管因实验对象不同而形状大小各异)；按照探头的形状分为穿颅探头、U型探头、I型探头、环形探头等。
目前普遍应用的是同心型探头，微透析探头通常是由一管式半透膜与不锈钢、石英或塑料毛细管构成双层管道；长度一般为1～10 cm。
半透膜由再生纤维素、聚碳酸酯或聚丙烯腈制成, 载留分子量5～10 KD不等。
实际应用需根据具体组织和待测物选择不同的微透析探头。
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( in vivo)、实时( real time) 和在线(on line) 取样, 特别适用于研究生命过程的动态变化。
微透析技术的优点是活体取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等。
该技术的另一大优点是样品的采集与分析过程既可在位又可离位进行。
此外微透析技术的独到之处是可以单独取得细胞外液, 因此可对体内神经递质的释放量进行动态监测, 具有重要的生物学意义。
微透析技术在运动医学研究中的应用进展
钟兴明;周军
【期刊名称】《中国康复医学杂志》
【年(卷),期】2010(025)004
【摘要】@@ 微透析技术(Micmdialysis,MD)是一种微创并连续在线监测取样活体内完整细胞间液物质的实验技术方法.1972年美国耶鲁大学首次报道了猴脑的MD研究,最初主要用于研究脑内神经递质的释放.
【总页数】5页(P386-390)
【作者】钟兴明;周军
【作者单位】首都体育学院理论学科部体育保健康复教研室,北京,100088;首都体育学院理论学科部体育保健康复教研室,北京,100088
【正文语种】中文
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微透析取样技术在药动学方面的应用
方浩
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)026
【摘要】随着微透析技术的发展,越来越多的研究者开始关注到这项实验技术.微透析技术具有在体、实时、在线、高效等特点,为药物代谢动力学的发展提供了一种行之有效的方法.本文综述了微透析技术的基本原理、组成、特点以及其在药物代谢动力学研究中的应用,展望了微透析技术在药物代谢动力学研究领域的应用前景.【总页数】3页(P165-167)
【作者】方浩
【作者单位】皖南医学院定量药理研究所
【正文语种】中文
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上海微透析系统原理
上海微透析技术采用特殊的机械原理，在微体系统内部的内部过滤网上实现水的净化。
这是一种新型的净水技术，它可以有效地把各种有害污染物，如油、酸、污染物等离子分离出来，从而达到净化水的目的。
上海工业大学微透析系统采用了一种特殊的机械原理，以实现水的净化。
首先，微透析系统会通过一个过滤器将大小不一的污染物，如颗粒、杂质、离子等从水中分离出来。
这一步可以有效去除一些污染物，但是不能完全清除所有污染物。
接着，微透析系统过滤网会通过一种叫做渗透电势的机制，将水中的某些特定的污染物净化。
这种机制可以有效地保留细小而有毒的物质，而把大的和普通的物质拦截起来。
最后，微透析系统还可以采用一些特殊的处理工艺，如活性炭处理、超滤处理等，进一步去除余下的污染物，达到净化水的目的。
微透析系统的特点主要有三大方面：首先，微透析系统具有良好的净化效果，能够有效地去除各种有害污染物，从而达到优质的净水效果；其次，技术运行简单，操作方便，维护成本低；最后，微透析系统采用了渗透电势的机制，足以满足一般的净水要求。
在现代社会，上海微透析系统已经被广泛应用于各种场合，如医院、加湿设备、食品加工厂等。
这一技术可以有效地达到净水目的，从而让人们生活在更加健康的环境之中。
总之，上海微透析系统在净化水中发挥了重要作用，具有净化效
果好、操作方便、维护成本低等优点，已被广泛应用于各种场合。
未来，随着技术的进步和发展，上海微透析系统将会发挥更大的作用，更好地满足人们的需求，使人们生活在更加清洁的环境中。
