實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大腦中神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的準(zhǔn)確水平，對(duì)于深入了解大腦病理機(jī)制和功能極具重要意義。利用微電極電化學(xué)方法（FSCV、DPV、電位法和電流法）對(duì)大腦中具有活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)和腦功能的研究已經(jīng)做出了巨大貢獻(xiàn)。雖然一些非活性神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)可以使用適配體或酶轉(zhuǎn)化為電化學(xué)信號(hào)，但直接檢測(cè)活性較差的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)（例如膽堿Ch、γ氨基丁酸GABA和谷氨酸Glu）仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，有必要開發(fā)一種新的原位策略以高選擇性和敏感性直接探測(cè)非活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)。

圖1.離子轉(zhuǎn)移微傳感器植入大鼠腦進(jìn)行測(cè)量示意圖

液/液界面電化學(xué)基于兩個(gè)相鄰相中離子的溶劑化能差異在直接分析檢測(cè)方面取得了巨大進(jìn)展。這些離子通過它們的特征離子轉(zhuǎn)移電位和離子電流信號(hào)或者通過改變有機(jī)相中合適的配體或離子載體促進(jìn)離子轉(zhuǎn)移過程被識(shí)別。因此，液/液界面化學(xué)傳感在無需電極修飾的情況下可直接活性和非活性離子，并且成功用于測(cè)量神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、氨基酸、肽和蛋白質(zhì)。然而，液/液界面尚未應(yīng)用于體內(nèi)分析，這為分析非活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)提供了一種新的有效平臺(tái)。基于此，中國人民大學(xué)化學(xué)系張美寧教授課題組展示了一種液/液界面微傳感器（LLIM）用于活體監(jiān)測(cè)非活性神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)膽堿（Ch）。當(dāng)微傳感器插入大鼠大腦時(shí)，會(huì)形成液/液界面。如果施加適當(dāng)?shù)碾妷海瑒t該界面上將發(fā)生離子轉(zhuǎn)移進(jìn)行Ch的高選擇性和靈敏度檢測(cè)。

圖2.在不同條件下在aCSF中的LLIM獲得的電流響應(yīng)：（A）在連續(xù)添加不同濃度的Ch后電流變化。插圖電流響應(yīng)與Ch濃度線性關(guān)系；微電極的選擇性（B）、穩(wěn)定性和對(duì)10μM Ch的響應(yīng)。