南京大學(xué)：研究實時監(jiān)測血液高香草酸的高選擇性植入式電化學(xué)纖維傳感器

高香草酸（HVA）是中樞神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的主要代謝物。與多巴胺不同，它能夠穿過血腦屏障進入血液循環(huán)系統(tǒng)。因此，血液中HVA的波動與中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中多巴胺的活性密切相關(guān)。在臨床上，多巴胺檢測需要通過神經(jīng)進行腦脊液的復(fù)雜植入式分析，易引起感染和性功能損傷。相比之下，血液樣本易于收集，植入侵入性較小。因此，血液HVA的動態(tài)研究為研究多巴胺活性提供了有力補充。此外，血液中HVA也用作評估精神分裂癥進展和相關(guān)治療藥物有效性的指標(biāo)。它還與帕金森病和阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病發(fā)病機制有關(guān)。因此，實時監(jiān)測血液中的HVA對研究中樞多巴胺活性、疾病發(fā)病機制、評價藥物療效具有重要意義。

然而，體內(nèi)HVA的實時監(jiān)測尚未實現(xiàn)。主要的挑戰(zhàn)是：血液中存在大量的活性物質(zhì)，特別是與HVA具有非常相似分子結(jié)構(gòu)的兒茶酚胺及其代謝物。它們與HVA具有非常相似的分子結(jié)構(gòu)，有的僅只有一個功能基團的差異，很難將其與HVA區(qū)分開來，也難以實現(xiàn)血液HVA的準(zhǔn)確監(jiān)測。盡管目前可以通過高效液相色譜法或酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）來實現(xiàn)血液HVA的臨床檢測，但由于存在血液采樣頻率和數(shù)量以及需要在實驗室長時間分析收集樣本的限制，實時監(jiān)測仍然具有挑戰(zhàn)性。因此，開發(fā)一種實時監(jiān)測體內(nèi)HVA的工具仍然具有重要的意義。

開發(fā)了一種高選擇性的植入式電化學(xué)光纖傳感器，實現(xiàn)了實時監(jiān)測血液中的HVA。HVA的高選擇性是通過精心設(shè)計的分子印跡聚合物（MIP）來實現(xiàn)的，它只允許精確匹配識別結(jié)合位點的分子通過，從而為傳感器提供了對HVA的體內(nèi)選擇性。結(jié)果表明，該傳感器對HVA的反應(yīng)選擇性是兒茶酚胺及其代謝物的12.6倍，在體內(nèi)的準(zhǔn)確度達(dá)到97.8%。此外，對傳感器的生物相容性進行了評估，未觀察到明顯的血栓、生物粘連或炎癥。該傳感器微創(chuàng)注入大鼠尾靜脈后，成功監(jiān)測了多巴胺波動引起的血液HVA濃度平行變化，同時顯示了大鼠的興奮行為。

創(chuàng)新點

1. 分子印跡聚合物（MIP）對HVA的反應(yīng)選擇性是兒茶酚胺及其代謝物的12.6倍；

2. 電化學(xué)纖維傳感器實現(xiàn)了血液中高香草酸的高選擇、實時監(jiān)測。

來源：傳感器專家網(wǎng)