抗坏血酸(AA)是大脑中最重要的神经化学物质之一，在脑功能障碍/损伤中起着重要的神经保护和神经调节作用，而脑内AA水平的显著变化与神经退行性疾病有密切的关联。研究表明，AA具有潜在的疾病诊断价值，并对神经退行性疾病和缺血性中风有治疗功能。因此，探索简便有效的平台实现脑AA的体内/在线检测具有重要的意义。
自毛兰群课题组开发了适用于活体在线分析的电化学检测-微透析(ECD-microdialysis)系统以来，由于传统的电化学传感器(ECSs)对脑内AA的电化学氧化电位较正，选择性差，且AA氧化的电子传递动力学较慢，至今未有适用于该系统的AA电化学传感器报道。基于此，谷慧博士设计了一种简单、高灵敏、高选择性的AA比率型电化学传感器，用于活体脑内AA的在线重复检测。他们将氧化石墨烯(GO)电沉积于电极表面，并静电吸附亚甲基蓝(MB)于其表面作为内参比分子，以此构筑比率型电化学检测器（RECS）。随后，通过简单的电还原处理促进AA的电化学氧化，将AA的电氧化峰电极负移至-100 mV，该氧化峰与MB的氧化峰电位(-428 mV)实现基线分离，可以实现AA的比率电化学检测。接下来的体外实验表明，RECS对AA的测定具有较高的灵敏度(检测限:10nm)、选择性和稳定性，可实现对活体脑内AA的在线重复测定，具有较高的可靠性。该RECS进一步被成功地用于ECD-microdialysis系统，实现了大鼠脑缺血/再灌注病理事件中脑内AA的动态监测。此外，内源性AA和AA氧化酶(AAOx)的微注射验证了所设计的RECS用于活体脑内AA在线重复检测的可靠性。
该传感器的成功设计与应用填补了毛兰群自2005年建立ECD-microdialysis系统以来未开发出新的适用于该系统的AA电化学传感器的空白，为脑化学研究提供了一种可靠、有效的方法。
这一研究成果发表在分析化学Top期刊Analytical Chemistry（自然指数期刊）上，文章的共同第一作者为本科生姜一民（2017级应用化学专业）和肖夏（2018级制药工程专业），通讯作者为谷慧博士，该工作也得到国家自然科学基金的支持。
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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
来源 湖南科技大学
