活体脑化学物质实时分析系统基于谷氨酸合成酶的生物传感

除了氧化酶和脱氢酶作为生物识别元件被广泛应用于电化学生物传感领域之外,自然界还存在着种类繁多的其它酶类,如固氮酶、氢化酶等,它们被应用于能源转换,电催化以及电合成等领域。

针对目前基于氧化酶和脱氢酶的电化学传感器面临的一系列问题,基于其它酶类的电化学生物传感原理的设计和构筑显得尤为重要。谷氨酸合成酶是固氮过程中实现氨同化反应的关键酶,仅存在于微生物和高等植物部分组织中,并参与相应的氨基酸代谢和光转换等过程。

目前,谷氨酸合成酶的晶体结构已被解析,但其在电催化领域的研究尚未被报道。2018年,Wu等[M]将蓝藻细菌中的铁氧化还原蛋白和以铁氧化蛋白为电子供体的谷氨酸合成酶在大肠体内完成重组和表达。

该谷氨酸合成酶主要由氨基转移酶中心,黄素单核苷酸(Flavin mononucleotide , FMN)和铁-硫结合中心组成。

活体脑化学物质实时分析系统概述

摘要脑细胞外间隙(Extracellular space，ECS)是指细胞膜外充满液体的空间,约占脑体积的1/5。

作为神经元和胶质细胞赖以生存的环境,ECS在为细胞输送物质的同时,又能保障神经元静息电位的稳定和动作电位的发生,与大脑的基本功能如突触传递,记忆,睡眠和疾病的过程等息息相关。

本文着重介绍了ECS的基本生物物理特性,综述了利用电化学和成像方法开展体积分数和迂曲度研究的主要进展,并阐述了ECS在生理和病理过程中的变化规律。

活体脑化学物质实时分析系统

他们发现,在SD进程中,脑内葡萄糖和氧分压会发作分明的变化。

Chatard等l5应用气相堆积的办法在直径7um的碳纤维外表镀铂,再电聚合一层间苯二胺薄膜,较好地抑制了内源性电活性分子向电极外表的分散。

经过运用葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶,他们研制出了对脑组织创伤较小,但关于葡萄糖和乳酸具有良好呼应的电化学生物传感器,成功用于脑神经生理病理模型中葡萄糖和乳酸动态变化的研讨。

他们还发现,在SD进程中,传统微电极和碳纤维微电极对葡萄糖和乳酸的呼应表现出较大差别。

活体脑化学物质实时剖析零碎背景扣除除上述办法外,背景扣除的办法也能消弭搅扰。

Gerhardt研究组[誓~8]在阵列电极上设计自参照电极,将其电流信号作为背景信号,在详细的剖析测定中予以扣除,这种办法可消弭在相反的极化电位下其它物质对谷氨酸氧化酶修饰电极的搅扰。

相邻的自参照位点仅修饰BSA和,用于记载背景氧化电流。二者电流之差用于谷氨酸的定量分析(图1A)。他们应用部分谷氨酸的模型,成功地将该生物传感器用于鼠脑谷氨酸原位的实时监测,并完成了自在活动大鼠在静息形态及应激压力下脑内谷氨酸的临时监测。

脑化学物质

快感来自多巴胺现在，科学家已经发现了导致快感的化学物质，其中-种分子成分就是多巴胺"，人类在愉快的工作和生活后，如美餐一顿后， 就会释放此类物质。多巴胺(Dopamine) (C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2)由脑，可影响- -个人的情绪。它正式的化学名称为4-(2-乙胺基)苯_1,2-二酚,简称「DA」。多巴胺是行为的催化剂，它促使人们去寻求感到愉快的事情，而且当找到之后就会产生快感。多巴胺是大脑中一组名为-单胺*的化学成分中的一种，单胺又是神经递质家族中的一员，神

经递质同人的很多性格和行为相关，例如快乐、抑郁、攻击、进食和性等等。多巴胺是在大脑