發(fā)布時(shí)間：2020-07-04 23:07

【摘要】：腦科學(xué)電化學(xué)分析的研究是當(dāng)今生命分析化學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一。pH值是病理生理學(xué)中的一個(gè)重要參數(shù)。近年來(lái)生物體活動(dòng)中pH值的變化對(duì)大腦正�；顒�(dòng)的影響,越來(lái)越受到科學(xué)家的關(guān)注。然而,目前報(bào)道的pH傳感器生物相容性差、在腦活體檢測(cè)受到限制。因此,研制能應(yīng)用于腦活體pH值實(shí)時(shí)檢測(cè)的pH檢測(cè)器件和方法具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值觀。本論文提出進(jìn)行“細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器的研制及其在腦活體研究中的應(yīng)用”研究課題,旨在建立適用于腦活體中檢測(cè)pH值的新器件和新方法,采用細(xì)胞膜修飾傳感器方法以解決動(dòng)物大腦的排異性問(wèn)題,從而提高傳感器的生物相容性;采用集成pH微傳感器以解決組織損傷;所研制的集成pH微傳感器在大鼠腦活體中的應(yīng)用研究以提供腦缺血狀態(tài)下pH值的信息。本論文研究工作是在國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃項(xiàng)目“功能化碳纖維微傳感器腦活體神經(jīng)遞質(zhì)分子檢測(cè)方法研究”(No.21328501)的資助下完成的。本論文共由兩部分組成,即引言部分和研究工作報(bào)告部分。引言部分簡(jiǎn)要概述了腦活體研究意義及研究概況,pH傳感器中的通用型pH傳感器和腦活體pH傳感器的研究進(jìn)展,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能及其分析應(yīng)用;最后闡述了本論文的研究目的和研究?jī)?nèi)容。研究工作報(bào)告包括第二章和第三章。第二章為細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器的研究。本工作提出并設(shè)計(jì)了細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器。利用金屬鎢內(nèi)阻小的優(yōu)點(diǎn),將直徑微米級(jí)的鎢絲作為制作傳感器的基礎(chǔ)電極,與Ag/AgCl微參比電極集成,然后將細(xì)胞膜修飾于鎢基集成pH微傳感器的表面,即制成細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器。研究了粘結(jié)劑種類(lèi)和濃度、細(xì)胞膜用量、細(xì)胞膜修飾時(shí)間等對(duì)集成pH微傳感器響應(yīng)靈敏度和響應(yīng)時(shí)間的影響;單獨(dú)對(duì)所制備的細(xì)胞膜修飾鎢基pH微傳感器進(jìn)行了SEM表征、XPS表征、能譜表征和電化學(xué)阻抗表征;考察了細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器的響應(yīng)靈敏度、重現(xiàn)性、溫度系數(shù)、響應(yīng)時(shí)間、保存壽命及抗干擾性等性能。研究結(jié)果表明,所制備的細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器在pH范圍為6.10-7.70時(shí)線性較好,響應(yīng)靈敏度在-54.5 ± 0.1 mV/pH,響應(yīng)時(shí)間為15 s左右,測(cè)量的響應(yīng)靈敏度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2%,故重現(xiàn)性較好。在30天保存期內(nèi),其信號(hào)變化在5%之內(nèi)。第三章為集成pH微傳感器在大鼠腦活體研究中的應(yīng)用。將所研制的細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器分別植入大鼠大腦的三個(gè)腦區(qū):左紋狀體(AP=0 mm,L=2.5 mm,V=7.0 mm),背側(cè)海馬(AP= 5.0 mm,L=5.0 mm,V=2.5 mm),大腦皮層(AP=0.2mm,L=5.6mm,V=3.0mm)進(jìn)行pH值的在線測(cè)量。采用兩次標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)腦活體檢測(cè)前后pH值進(jìn)行校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,大鼠由正常狀態(tài)變化到腦缺血狀態(tài)后,測(cè)得左紋狀體、背側(cè)海馬和大腦皮層這三個(gè)腦區(qū)pH值的平均變化值(ApH,n=3)分別為0.34pH、0.44pH和0.00pH。這一結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道值相近,說(shuō)明在缺血狀態(tài)下,研制的細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器能夠較好地用于活體實(shí)驗(yàn)pH值測(cè)量。接著對(duì)大腦組織進(jìn)行連續(xù)切片、HE染色和GFAP熒光染色,由HE染色結(jié)果可知,修飾紅細(xì)胞膜的細(xì)胞膜修飾鎢基集成pH微傳感器對(duì)大腦造成的損傷比未修飾紅細(xì)胞膜的鎢基集成pH微傳感器小,說(shuō)明采用細(xì)胞膜修飾法后,傳感器的生物相容性得到提高。本研究給應(yīng)用于腦科學(xué)的傳感器設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R318;O657.1
【圖文】：

逑１．１．２腦活體研究方法進(jìn)展逡逑腦科學(xué)目前在突觸、細(xì)胞、腦切片及活體組織這四個(gè)水平均有探宄（圖１－２）。逡逑相比于其他三個(gè)水平，活體組織水平采用了活體探宄的方法，該方法有以下幾個(gè)逡逑優(yōu)點(diǎn)：（１）保證了大腦的完整性；（２）活體方法對(duì)大腦的損傷較�。唬ǎ常┑玫藉义系幕瘜W(xué)信息較精準(zhǔn)。這說(shuō)明，腦活體的研宄是可以應(yīng)用于處于正常運(yùn)作的生物體逡逑大腦。目前科研上有入侵式及非入侵兩種活體探宄方法。其中非侵入有核共振成逡逑像、正電子發(fā)射斷層掃描、腦熒光成像技術(shù)等；這種方法所用的探針比較特殊，逡逑不同于一般的試劑材料。同時(shí)，其能檢測(cè)出的物質(zhì)種類(lèi)不多，需要檢測(cè)的儀器要逡逑求為大型的，價(jià)格也不菲；侵入式方法包括活體取樣法［３—７］和活體原位法［８＿１２］等（圖逡逑１－３）。與非侵入式方法相比，其特點(diǎn)是具有更好地化學(xué)特異性，能直接在作用部逡逑位取樣且采用的儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，能用于正�；顒�(dòng)的動(dòng)物體內(nèi)采集信號(hào)。這種分析逡逑方法與行為學(xué)相關(guān)

逑１．１．２腦活體研究方法進(jìn)展逡逑腦科學(xué)目前在突觸、細(xì)胞、腦切片及活體組織這四個(gè)水平均有探宄（圖１－２）。逡逑相比于其他三個(gè)水平，活體組織水平采用了活體探宄的方法，該方法有以下幾個(gè)逡逑優(yōu)點(diǎn)：（１）保證了大腦的完整性；（２）活體方法對(duì)大腦的損傷較小；（３）得到逡逑的化學(xué)信息較精準(zhǔn)。這說(shuō)明，腦活體的研宄是可以應(yīng)用于處于正常運(yùn)作的生物體逡逑大腦。目前科研上有入侵式及非入侵兩種活體探宄方法。其中非侵入有核共振成逡逑像、正電子發(fā)射斷層掃描、腦熒光成像技術(shù)等；這種方法所用的探針比較特殊，逡逑不同于一般的試劑材料。同時(shí)，其能檢測(cè)出的物質(zhì)種類(lèi)不多，需要檢測(cè)的儀器要逡逑求為大型的，價(jià)格也不菲；侵入式方法包括活體取樣法［３—７］和活體原位法［８＿１２］等（圖逡逑１－３）。與非侵入式方法相比，其特點(diǎn)是具有更好地化學(xué)特異性，能直接在作用部逡逑位取樣且采用的儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，能用于正常活動(dòng)的動(dòng)物體內(nèi)采集信號(hào)。這種分析逡逑方法與行為學(xué)相關(guān)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王娟,李保新,章竹君,田穗康;流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法快速測(cè)定化學(xué)需氧量[J];分析試驗(yàn)室;2004年07期

2 范世福,陳莉,趙玉春,孫振東,張思祥;光導(dǎo)纖維化學(xué)傳感器[J];分析儀器;1995年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曾泳;W/WO_3 pH電極的制備及響應(yīng)機(jī)制研究[D];華中科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2741722