论文部分内容阅读
目的:1.以碳纤维（carbon fiber,CF）作为电化学电极主材，制备一种新型套管样葡萄糖传感器，其“外置针状结构”负责刺入组织和保护内部的记录结构，“内嵌可移动式葡萄糖电极”负责检测葡萄糖。
2.将制备的葡萄糖传感器用于在体实验，实时监测小鼠小脑延髓池的脑脊液中葡萄糖水平的变化情况，以进一步明确高糖相关性脑损伤作用的可能机制。
方法:1.碳纤电极的制备。首先，依次在丙酮和酒精中超声清洗碳纤维。其次，将碳纤维和细铜丝用导电银胶连接固定，并插入外径1.0mm尖端开口直径为10-50μm的玻璃微电极中，在其尖端露出100-200μm的碳纤维，制成碳纤电极毛坯。最后，使用环氧树脂对碳纤电极毛坯的碳纤伸出端进行绝缘封闭，随后在45℃烘箱中烘干过夜。
2.碳纤电极的表面修饰，共分为:电极表面活化、电镀Pt、电聚合生成邻苯二胺隔绝膜(poly-o-phenylenediamine，POPD)和涂覆葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOx)四个步骤，最终制成葡萄糖电化学电极(CFE/Pt/POPD/GOx)。
3.体外校准与测试:(1)安培法测试葡萄糖电极的选择性与抗干扰能力;(2)测试葡萄糖电极的线性响应范围。
4.新型套管样葡萄糖传感器的组装。首先，使用电极拉制仪和磨针仪将外径2.0mm的玻璃管尖端制成开口大小0.3mm的“针状结构”。其次，将经测试合格的葡萄糖电化学电极插入其中。最后，在传感器尾端涂抹适量凡士林进行气密处理，以防止在体实验中脑脊液经玻璃毛坯虹吸返流。
5.在体电化学实验中，传感器外部针状结构在脑立体定位仪下刺入小脑延髓池，随后手动缓慢推进内部电化学电极，使得内嵌的葡萄糖电化学电极尖端的葡萄糖敏感部分进入脑脊液中，待稳定后开始信号采集和记录。动物采用健康C57BL/6野生型成年雄性小鼠，年龄3个月及以上。实验分为两部分:(1)比较CFE/Pt/POPD/GOx与CFE/Pt/POPD对腹腔注射25％葡萄糖的响应差异;(2)使用CFE/Pt/POPD/Gox电极检测小鼠腹腔注射25％葡萄糖（或生理盐水）对小脑延髓池中脑脊液的葡萄糖水平。
结果:1.所制备的葡萄糖电化学电极具备较强的抗干扰能力，对生理浓度下的抗坏血酸、多巴胺、尿酸等无明显响应。对葡萄糖浓度的响应范围为0.5-6.0mM，适于脑脊液中葡萄糖的检测。
2.在体实验中，新型套管样葡萄糖传感器可较便捷稳定的应用于小鼠延髓池脑脊液成分的检测，结果显示:(1)腹腔注射葡萄糖而非生理盐水可显著引起葡萄糖电化学电极的响应。(2)只有经酶修饰的碳纤电极可对腹腔注射葡萄糖有响应。
结论:1.所制备的新型套管样葡萄糖传感器，具有适宜的葡萄糖检测范围以及较强的抗干扰能力，通过其特殊的套管样结构设计，可适于在体条件下对小鼠延髓池脑脊液中葡萄糖水平进行实时检测。检测结果体现脑的整体代谢活动情况，破除了以往实验只针对部分脑区的局限，也避免了传统实验中对脑组织的损伤，安全性较高。此外，传感器制备与在体实验操作简单、便捷，可行性较高。
2.脑脊液中葡萄糖浓度与血液葡萄糖浓度呈正相关，而且脑脊液中葡萄糖对腹腔注射葡萄糖的响应潜伏期较短，提示急性高血糖造成的脑损伤机制可能与此相关。
2.将制备的葡萄糖传感器用于在体实验，实时监测小鼠小脑延髓池的脑脊液中葡萄糖水平的变化情况，以进一步明确高糖相关性脑损伤作用的可能机制。
方法:1.碳纤电极的制备。首先，依次在丙酮和酒精中超声清洗碳纤维。其次，将碳纤维和细铜丝用导电银胶连接固定，并插入外径1.0mm尖端开口直径为10-50μm的玻璃微电极中，在其尖端露出100-200μm的碳纤维，制成碳纤电极毛坯。最后，使用环氧树脂对碳纤电极毛坯的碳纤伸出端进行绝缘封闭，随后在45℃烘箱中烘干过夜。
2.碳纤电极的表面修饰，共分为:电极表面活化、电镀Pt、电聚合生成邻苯二胺隔绝膜(poly-o-phenylenediamine，POPD)和涂覆葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOx)四个步骤，最终制成葡萄糖电化学电极(CFE/Pt/POPD/GOx)。
3.体外校准与测试:(1)安培法测试葡萄糖电极的选择性与抗干扰能力;(2)测试葡萄糖电极的线性响应范围。
4.新型套管样葡萄糖传感器的组装。首先，使用电极拉制仪和磨针仪将外径2.0mm的玻璃管尖端制成开口大小0.3mm的“针状结构”。其次，将经测试合格的葡萄糖电化学电极插入其中。最后，在传感器尾端涂抹适量凡士林进行气密处理，以防止在体实验中脑脊液经玻璃毛坯虹吸返流。
5.在体电化学实验中，传感器外部针状结构在脑立体定位仪下刺入小脑延髓池，随后手动缓慢推进内部电化学电极，使得内嵌的葡萄糖电化学电极尖端的葡萄糖敏感部分进入脑脊液中，待稳定后开始信号采集和记录。动物采用健康C57BL/6野生型成年雄性小鼠，年龄3个月及以上。实验分为两部分:(1)比较CFE/Pt/POPD/GOx与CFE/Pt/POPD对腹腔注射25％葡萄糖的响应差异;(2)使用CFE/Pt/POPD/Gox电极检测小鼠腹腔注射25％葡萄糖（或生理盐水）对小脑延髓池中脑脊液的葡萄糖水平。
结果:1.所制备的葡萄糖电化学电极具备较强的抗干扰能力，对生理浓度下的抗坏血酸、多巴胺、尿酸等无明显响应。对葡萄糖浓度的响应范围为0.5-6.0mM，适于脑脊液中葡萄糖的检测。
2.在体实验中，新型套管样葡萄糖传感器可较便捷稳定的应用于小鼠延髓池脑脊液成分的检测，结果显示:(1)腹腔注射葡萄糖而非生理盐水可显著引起葡萄糖电化学电极的响应。(2)只有经酶修饰的碳纤电极可对腹腔注射葡萄糖有响应。
结论:1.所制备的新型套管样葡萄糖传感器，具有适宜的葡萄糖检测范围以及较强的抗干扰能力，通过其特殊的套管样结构设计，可适于在体条件下对小鼠延髓池脑脊液中葡萄糖水平进行实时检测。检测结果体现脑的整体代谢活动情况，破除了以往实验只针对部分脑区的局限，也避免了传统实验中对脑组织的损伤，安全性较高。此外，传感器制备与在体实验操作简单、便捷，可行性较高。
2.脑脊液中葡萄糖浓度与血液葡萄糖浓度呈正相关，而且脑脊液中葡萄糖对腹腔注射葡萄糖的响应潜伏期较短，提示急性高血糖造成的脑损伤机制可能与此相关。