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微透析技术在组织检测分析 的应用

浏览次数:1325 发布日期:2022-4-11  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负

随着社会的进步,微透析技术作为一种较为先进的微量生物化学取样技术得到了广泛应用。其主要原理是用具有一定截留分子量的半透膜制成微透析探针,当微透析探针被植入目标组织中后,细胞外液中的小分子在浓度梯度驱动下通过半透膜扩散至灌注液中,然后将具有一定流速的流出液收集,之后利用其他精密仪器进行必要的检测、分析。

传统的微透析方法多采用微透析探针进行脑内神经递质的监测。但有限的时间分辨率、空间分辨率、膜孔径等因素,限制了微透析广泛的应用,随着几十年的发展,一些实验室对微透析技术进行了深入的探索,这使得微透析具有更广泛的应用前景。

微透析技术在各研究领域中的应用

 

一,微透析在生物学领域中的应用

临床万古霉素(Van)治疗需要长时间给药以达到持续的治疗效果。准确、快速、持续的Van检测可以为医生在现实环境中调整剂量和治疗计划提供基于数据的指导,但这种医疗监测需求尚未得到满足。因此MuFangya等创建了一种Van特异性荧光生物传感器,结合微透析采样技术开发了一种快速、简单、准确和灵敏的检测方法,并在体内对Van进行了验证。Van特异性探针是通过分别将Van结合肽L-Lys-D-Ala-D-Ala的二聚衍生物的两条肽链中的每一条与荧光丹磺酰氯基团缀合而产生的。在正常家兔和腺嘌呤诱导的慢性肾功能衰竭(CRF)家兔中记录了Van的受试者特异性药代动力学,这表明体内治疗药物监测的可行性。他们建立的该方法有利于临床治疗中Van的持续监测,并且为临床治疗各种疾病时监测血药浓度的其他有效方法提供科学依据。

二,微透析在神经学领域中的应用

衰老与急性免疫挑战的神经炎症反应增强有关,常被称为“炎症反应”。然而,关于炎症标志物的基线水平是否在老化大脑的环境条件下升高,或者这种变化是否主要是在对急性挑战的反应中观察到的,存在相互矛盾的报道。PerkinsAmyE.等采用两种不同的方法评估年轻和衰老Fischer344大鼠的炎症标志物。其中采用大分子活体微透析技术测定成年(3个月)和老年(18个月)雄性和雌性大鼠海马组织中炎症因子的细胞外浓度。虽然几乎没有观察到与衰老相关的显著变化,但CCL3、CCL20和IL-1α的胞外浓度存在着强烈的性别差异。还通过选择性激动剂BzATP的反向透析评价P2X7嘌呤能受体参与神经炎症反应。BzATP使IL-1α和IL-1β释放增加,并迅速抑制CXCL1、CCL2、CCL3、CCL20和IL-6的释放。在CCL3、IL-1β和IL-6中观察到了其他值得注意的随年龄变化的性别差异。这些发现共同为神经炎症的晚期衰老和性别差异及其P2X7受体调控提供了重要的新见解。

三,微透析在医学领域中的应用

肝移植术后急性排斥反应的临床和生化表现是非特异性的,往往需要进行一次肝脏活检来验证诊断,但这可能会延误治疗。为研究通过微透析监测肝内葡萄糖、乳酸、丙酮酸和甘油是否可用于预测肝移植后早期排斥反应,vonPlatenAnna等对71名接受肝移植的患者术后使用微透析监测。首先根据标准方案确定1个月内出现急性排斥反应的患者,其次对实验对象每隔12h计算葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甘油和乳酸/丙酮酸比率的曲线下面积(AUC),比较有无排斥反应的患者的这些参数,以及标准的肝血检查和零时间活检。结果显示,肝移植后早期微透析检测到的代谢模式表明原发性缺血再灌注损伤和排斥反应之间可能存在联系,识别这些模式有助于鉴别有发生急性排斥反应风险的患者。

四,微透析在土壤元素含量测定中的应用

磷是作物必需的营养元素,精确时空施用磷肥可以改善植物磷的获取并减少磷的径流损失。磷的优化施用受益于了解其从肥料颗粒释放到土壤中的动态,这需要对磷进行空间和时间分辨测量其在土壤中的含量。PetroselliChiara等结合微透析和X射线计算机断层扫描来研究土壤中P的迁移。微透析探针能够在最小物理干扰的情况下从一个位置重复进行溶质采样,并且它们的小尺寸允许进行空间分辨监测。结果表明,与传统的测量技术(例如吸盘)相比,微透析测量提供了一种侵入性较小的替代方案



微透析探针的类型和清洗

探针是微透析技术的核心,选择合适的探针是是微透析实验的关键。探针的选择由植入的区域、透析物质和回收率等因素决定。根据实验部位以及目标分子的理化性质选择合适的探针实现活体取样。

探针有多种类型,同心圆探针、线性探针和U型探针等。其中,同心圆探针和线性探针为常用探针类型。

 

同心圆探针根据探针用途可分为脑部探针和血液探针。脑部探针如CMA探针有CMA 7、CMA 11和CMA 12。其中CMA 7用于小鼠离散大脑区的一种细硬质探针,CMA 11则是用于大鼠离散大脑区的一种细硬质探针,而CMA 12是用于中枢神经系统研究的最佳探针,可长期植入。CMA的血液探针型号为CMA 20,CMA 20 是一种软性的金属探针,主要用于清醒自由活动动物或麻醉动物的肌肉、心脏、皮肤和脂肪等。

线性探针是线性管路的结构,管路中间为透析膜,一般用于外周组织,如皮肤、肌肉、心脏、肝脏、眼睛和胰腺等位置,也可以同于肿瘤的植入。可根据实验需要有相对应截留量的探针进行选择。

 

微透析系统管路体积都很小,在使用过程中需注意操作规范。

使用前管路系统检查

探针接上tubing管前, 先用syringe确认tubing管是通的, 无阻塞(若tubing管有阻塞, 会将探针membrane胀破), 再将探针与tubing管一段一段慢慢接上, 确定管路中无气泡。

 

新探针使用

干式探针:探针放入蒸馏水, 注射器充满蒸馏水, 流速 2 微升/min, 灌流20 min以上。

 

实验后探针清洗:

1. 探针先泡肝素液(液态肝素液可跟蒸馏水对半稀释, 粉末状肝素可跟蒸馏水配(1mg/ml)20 min。

2. 探针换泡蒸馏水, 注射器放蒸馏水, 流速 2 微升/min, 灌流过夜。

 

使用后保存

可放在蒸馏水中保存探针; 若长时间不使用可晾干保存。

微透析取样技术,拥有相当广阔的应用和发展前景。虽然有一些局限,但在近年来的应用中,微透析技术也在不断改进和完善,并逐渐走向成熟。可以预见,随着其广泛应用和技术的不断发展,将会加速各个研究领域的研究进程并开创它们的新面貌。

 

来源:康森特生物科技(长沙)有限公司
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