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(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)。因此，血液中HVA的波動(dòng)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(cè)需要通過神經(jīng)進(jìn)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(dòng)態(tài)研究為研究多巴胺活性提供了有力補(bǔ)充。此外，血液中HVA也用作評(píng)估精神分裂癥進(jìn)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(jī)制有關(guān)。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中的HVA對(duì)研究中樞多巴胺活性、疾病發(fā)病機(jī)制、評(píng)價(jià)藥物療效具有重要意義。

然而，體內(nèi)HVA的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尚未實(shí)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(gè)功能基團(tuán)的差異，很難將其與HVA區(qū)分開來，也難以實(shí)現(xiàn)血液HVA的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。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(yàn)（ELISA）來實(shí)現(xiàn)血液HVA的臨床檢測(cè)，但由于存在血液采樣頻率和數(shù)量以及需要在實(shí)驗(yàn)室長時(shí)間分析收集樣本的限制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)仍然具有挑戰(zhàn)性。因此，開發(fā)一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中的HVA。HVA的高選擇性是通過精心設(shè)計(jì)的分子印跡聚合物（MIP）來實(shí)現(xiàn)的，它只允許精確匹配識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)的分子通過，從而為傳感器提供了對(duì)HVA的體內(nèi)選擇性。結(jié)果表明，該傳感器對(duì)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(duì)傳感器的生物相容性進(jìn)行了評(píng)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(cè)了多巴胺波動(dòng)引起的血液HVA濃度平行變化，同時(shí)顯示了大鼠的興奮行為。

創(chuàng)新點(diǎn)

1. 分子印跡聚合物（MIP）對(duì)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(shí)現(xiàn)了血液中高香草酸的高選擇、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

來源：傳感器專家網(wǎng)