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毛细管电泳-荧光结合微透析取样技术对丙二醛(MDA)含量进行实时、在体检测


4.2 Separation and identification
4.3 Reaction optimization
4.4 Microdialysis validation
Concluding remarks
在本文,我们阐述了一种通过微透析技术在体检 测MDA的方法。在动物实验的过程中,微透析取 样的使用使得局部特定样本的获得成为可能。利 用微透析取样检测MDA提供了细胞脂质体过氧化 的实时过程,而组织采取或者血液样本不能提供。 MDA 在酸性条件下用TBA衍生化20分钟,然后无 需任何预处理直接注射进毛细管。这种方法提供 的检出限为25 nM(S/N=3) ,线性范围 25–2400 nM (1.8–174 ng/mL)。该方法已经被用于小鼠心脏、 肌肉、肝脏和大脑透析液中MDA 的定量检测。
3. 实验方法
小鼠→用混合麻醉剂麻醉→以1 μL/min的流速灌流纯林格 氏液溶液,搜集样本一小时→10mM 3-MPA通过探针注入 小鼠脊椎50min(诱导小鼠癫痫发作)→以1 μL/min的流速 每隔10min搜集样本(微透析取样)→将8 μL搜集的样本 加入离心管→ 再加入3 μLTBA 和硫酸 2:1 混合的混合液→ 离心5s→ 95摄氏度加热20min→急速冷冻保存在-20摄氏度 (MDA衍生化)→取出样本,恢复至室温→用纯水稀释 一半→以 0.5 psi 注射5 s→分离电压设置为10 kV→CE分离 检测→采集数据(样本分离检测) 空白的 TBA 和加入MDA标准物溶液 →用丁醇进行液液萃 取(除去盐和硫酸)→转移丁醇层至另一离心管→丁醇层 用氩气吹干→用500 mL含有0.1% 乙酸的50% 甲醇和水重 新配置溶液→以2 μL/min的流速注射进入MS→图谱数据记 录处理(质谱鉴定)
微透析装置示意图
组成部件
微透析探针
注射泵
实时自动采样进样器
自动样本收集器
微透析实际装置
微透析取样可以与许多检测技术联用。包 括以分离为基础的检测技术如高效液相色 谱和毛细管电泳,以非分离为基础的技术, 如生物传感器、免疫学检测和质谱。因为 高效液相色谱有高选择性、易自动化等特 点,微透析技术与高效液相色谱联用较多, 但是液相色谱存在需要的样品量多,分析 时间长,得到的时间分辨率不高,成本较 高等缺点,使其应用受到一定的限制。
1、研究背景介绍
• 丙二醛(Malomdialdehvde,MDA)是机体内 的氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,形 成的脂质过氧化物,它的浓度可以反映脂质过氧 化程度。 • MDA从膜上产生的位置释放出后,可以与蛋白质、 核酸反应,从而丧失功能,还可使纤维素分子间 的桥键松驰,或抑制蛋白质的合成,对机体造成 损害甚至死亡。因此,MDA的积累可能对膜和细 胞造成一定的伤害。 • 对MDA的准确测定可指导人们对机体的受损程度 或耐受程度进行正确的评价,有助于医学、生物 学、药理及工农业生产的发展。
文献缺点
在本实验的分离和鉴定步骤中,电泳图谱 上出现了一个污染物的峰。虽然本文对其 到底是什么物质进行了一部分探索,但最 终还是没有说明它是什么物质的,只知道 是来源于TBA。这对本文的实验结果的可 信度造成了一定影响。
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仪器系统
• 毛细管电泳系统的基 本结构包括进样系统、 两个缓冲液槽、高压 电源、检测器、控制 系统和数据处理系统。 • 1-高压电源;2-检 测器;3-毛细管;4 -温度控制系统;5- 记录/数据处理; 6- 高压电极槽;7-低压 电极槽。
Detection of malondialdehyde in vivo using microdialysis sampling with CE-fluorescence
毛细管电泳-荧光结合微透析取样技术对 丙二醛(MDA)含量进行实时、在体检 测
主要内容
一、研究背景介绍 二、仪器试剂 三、实验方法 四、实验结果讨论 五、文献优点缺点
探针
局部图
微透析系统组成
微透析系统一般由微透析探针、连接管、收 集器、灌流液和微量注射泵组成。微透析 探针是核心部件,由透析膜(管)与入液 管和出液管连接而成,探针前端是多碳聚 合物半透膜(聚丙烯腈,PAN),透析分 子极限为6-100kda,多为20kda。灌流液多 为生理盐水、林格氏液和人造脑脊液。
2、仪器设备
1.Beckman-Coulter P/ACE MDQ型毛细管电泳仪 2.未处理石英毛细管柱:55cm×75μm(i.d.) 3.微透析探针(MicroLumen, Tampa, FL, USA) 4.KH-1微透析注射泵及控制装置 5.离子阱质谱仪(Thermo Scientific) 6.超声波清洗仪 7.pHS-4C型精密酸度计 8.电子天平
试剂
1.MDA (丙二醛四丁铵盐) 2.boric acid(硼酸) and 3-mercaptopropionic acid (3-MPA) (3-巯基丙酸)and TBA(Sigma-Aldrich ). 3. TBA(硫代巴比妥酸)(Cayman Chemical) . 4.Brij 35 (布里杰35去污剂,[聚氧乙烯月桂醚]一种非离子 型去污剂)( MP Biom-edicals). 5.Sulfuric acid(硫酸) 6. salts for Ringer’s solution(林格氏液(一种生理盐溶液)) (Fisher). 7. nanopure water Ringer’s solution composition was: 147mM NaCl, 3mM KCl, 1mM MgCl2, and 1.2mM CaCl2.
丙二醛(MDA)传统的测定方法是在酸性和高温条 件下,与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成红棕色的 三甲川(3,5,5-三甲基恶唑2,4-二酮)。而三甲 川于532nm处有最大吸收峰来进行测定的。这种 方式常常受到多种物质不同程度的干扰。其中最 主要的干扰因素是组织内的可溶性糖。
O HN 2 S N H O O H O H HS N H O HO N H S 100 C
O
O
OH N
+
HN
硫代巴比妥酸
丙二醛
3,5,5´-三甲基恶唑2,4-二酮 (三甲川)
现有测定MDA 的方法
用于MDA 测定已有几种方法: 〔1〕分光光度法。分光光度法灵敏度较低; 〔2〕荧光法。已报道的荧光法由于萃取溶剂不同或 按照原文献方法无混匀器使萃取不完全而造成结 果不准确; 〔3〕高效液相色谱法。高效液相色谱法需昂贵仪器。 〔4〕比色法。检测方法常受到多种因素的干扰,尤 其是当试样处于特殊的情况下,机体内可能会积 累很多的干扰物质。 基于以上方法的不足,本文提出了利用毛细管电 泳-荧光方法结合微透析技术对丙二醛(MDA)含 量进行实时、在体检测的方法。
微透析取样的特点
(1)时间分辨性(2)空间分辨性(3)样品可不 经预处理直接用于测定(4)不需处死动物和制备 组织匀浆(5)可从同一动物收集大量样本而不损 失体液量,避免了传统方法中因采血后血容量减 少所造成对药物分布及消除的影响(6)样品体积 恒定,样品中各成分浓度基本不变,膜对药物的 非特异性吸附较少(7)不会因在室温取样而酶解, 提高样品稳定性(8) 损伤小,使取样可在多个 器官以及同一器官多个位点连续取样,且动物本 身自成空白对照,能准确及时掌握到药物代谢的 中间动态信息。
5. 本方法的优点
微透析与传统的灌流方法相比具有的 优点: 微透析技术是一种在体取样技术, 其最大优点是可在基本不干扰体内正 常生命过程的情况下进行在体(in vivo),实时(real time)和在线(on line)取样。
本方法的缺点
微透析技术的缺点就是需对取出的样品 进行准确可靠的校正,主要涉及到对探针 的回收率的测定。

a respective fluorescence scan of the obtained product.
TheMDA–TBA adduct has a strong absorption at 530 nm with an emission at 560 nm. A fluorescence scan obtained from an MDA standard after derivatization had an excitation maximum at 532 nm with emission maximum at 560 nm signifying a successful production of the fluoro-phore (Fig. 1).
A:KH-1微量泵控制器(Model KH-1 micropump controller); MP:微量泵(micropump); R:缓冲液 容器(buffer reservoir); M:微透析探针(microdialysis probe); HV:高压电源(highvoltage power supply).
毛细管电泳原理示意图
4. 实验结果讨论
1.衍生化(Derivatization) 2.分离与鉴定(Separation and identification) 3.反应优化(Reaction optimization) 4.微透析确认(Microdialysis validation)
4.1 Derivatization
微透析取样的原理
基本原理: 在体微透析技术是在组织中植入半透膜探头 (probe)装置,体外微量泵使灌流液(perfusate)流 经探头,组织中被测物质沿浓度梯度差逆向扩散进 入灌流液,并达到一种动态平衡,通过测定流出液, 即透析液(dialysate)中待测物的浓度(Ces),研究 组织细胞外液(extracelluar fluid, ECF)中待测 物的水平(Cos)及其变化过程。
毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)又称高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis, HPCE),是一类以毛细管为分离通道、以 高压直流电场为驱动力的新型液相分离技 术。 CE具有不同于传统色谱的分离机制,它 具有分辨率高、分离速度快、所需样品量 少、样品处理相对简便的优点,为与微透 析技术联用提供了理想的条件。
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