抗壞血酸(AA)是大腦中最重要的神經化學物質之一，在腦功能障礙/損傷中起著重要的神經保護和神經調節作用，而腦內AA水平的顯著變化與神經退行性疾病有密切的關聯。研究表明，AA具有潛在的疾病診斷價值，並對神經退行性疾病和缺血性中風有治療功能。因此，探索簡便有效的平臺實現腦AA的體內/在線檢測具有重要的意義。
自毛蘭群課題組開發了適用於活體在線分析的電化學檢測-微透析(ECD-microdialysis)系統以來，由於傳統的電化學傳感器(ECSs)對腦內AA的電化學氧化電位較正，選擇性差，且AA氧化的電子傳遞動力學較慢，至今未有適用於該系統的AA電化學傳感器報道。基於此，谷慧博士設計了一種簡單、高靈敏、高選擇性的AA比率型電化學傳感器，用於活體腦內AA的在線重複檢測。他們將氧化石墨烯(GO)電沉積於電極表面，並靜電吸附亞甲基藍(MB)於其表面作為內參比分子，以此構築比率型電化學檢測器（RECS）。隨後，通過簡單的電還原處理促進AA的電化學氧化，將AA的電氧化峰電極負移至-100 mV，該氧化峰與MB的氧化峰電位(-428 mV)實現基線分離，可以實現AA的比率電化學檢測。接下來的體外實驗表明，RECS對AA的測定具有較高的靈敏度(檢測限:10nm)、選擇性和穩定性，可實現對活體腦內AA的在線重複測定，具有較高的可靠性。該RECS進一步被成功地用於ECD-microdialysis系統，實現了大鼠腦缺血/再灌注病理事件中腦內AA的動態監測。此外，內源性AA和AA氧化酶(AAOx)的微注射驗證了所設計的RECS用於活體腦內AA在線重複檢測的可靠性。
該傳感器的成功設計與應用填補了毛蘭群自2005年建立ECD-microdialysis系統以來未開發出新的適用於該系統的AA電化學傳感器的空白，為腦化學研究提供了一種可靠、有效的方法。
這一研究成果發表在分析化學Top期刊Analytical Chemistry（自然指數期刊）上，文章的共同第一作者為本科生薑一民（2017級應用化學專業）和肖夏（2018級製藥工程專業），通訊作者為谷慧博士，該工作也得到國家自然科學基金的支持。
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Yimin Jiang1, Xia Xiao1, Chenchen Li, Yu Luo, Shu Chen, Guoyue Shi, Kai Han, HuiGu*, Facile Ratiometric Electrochemical Sensor for In Vivo/Online Repetitive Measurements of Cerebral Ascorbic Acid in Brain Microdiaysate, Anal. Chem. 2020, 92, 5, 3981-3989.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05484
來源 湖南科技大學
