微透析技术与方法-研究生.
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用作者：杨春媛来源：《医学信息》2014年第15期摘要：微透析技术是近年来应用于药物动力学和药物代谢研究中的一项新兴技术，该项技术在药物代谢和药代动力学研究领域中已取得重大的进展并有广阔得应用前景，本文概述了微透析技术的基本原理及特点，并重点介绍了其在药物代谢和药动学研究中的应用。
关键词：微透析；药动学；药物代谢微透析(Microdialysis，MD)技术是近些年来临床上发展起来的一种新型取样技术，其原理与透析相同，可通过器官与组织中的体液进行连续、动态取样，取得的透析液较为纯净，且均为小分子物质，能与HPLC/MS或HPLC联用,组成HPLC/MS或HPLC联用新技术进行原位在线分析，具有“微创、高效、实时、活体”等特点。
在麻醉或清醒的生物体上进行深部组织的操作以及重要器官的生化研究具有重要的意义。
随着近年来微透析技术的不断发展，该项技术在临床上的推行也越来越广泛。
目前微透析技术在药物代谢和中药药动学研究领域同样发挥着重要的作用[1]。
1基本原理微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术，是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度，灌注埋在组织中的微透析探针，组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液，被连续不断地带出，从而达到从活体组织中取样的目的[2]，通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。
这是一种动态连续的取样方法。
简单地说，微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”[3]，使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此毛细血管,然后随液体流动带出体外进行检测原理及其系统组成微透析技术不同于以往传统的研究手段,它是一种动态连续取样方法。
简单地说,微透析技术的原理就是创造一个“人造血管”[1],使待测化合物在浓度差的作用下扩散而出入此“人造血管”。
在体微透析技术首先在组织中植入具有半透膜的探头(probe)装置，透析膜能允许小分子物质及水分通过，体外微流泵能允许一定的灌流也通过探头，由于透析膜两侧存在浓度差，物质会从高浓度方向向低浓度方向扩散。
微透析技术在脑组织研究中的应用
微透析技术在脑组织研究中的应用微透析技术是将推挽灌流和透析技术结合起来并逐渐完善的一种新型生物采样技术，可在麻醉或清醒的生物体上使用，特别适合于深部组织和重要器官的活体生化研究。
微透析技术最早应用于脑内是在1972年美国耶鲁大学报道的猴脑的微透析研究，之后微透析即开始应用于对脑内神经递质的改变，药物动力学监测以及一些疾病脑内神经生理改变的研究，至今已有30多年的历史。
本文就微透析技术在脑组织研究中的应用作一综述。
1 微透析技术的原理及探针回收率的测定微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术，是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度，灌注埋在组织中的微透析探针，组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液，被连续不断地带出，从而达到从活体组织中取样的目的，通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。
这是一种动态连续的取样方法。
简单地说，微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”，使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此“毛细血管”，然后随液体流动带出体外进行检测。
微透析技术最大的优点是可在基本上不干扰体内正常生理过程的情况下进行在体、实时和在线取样，透析过程探针周围的组织液成分不会发生改变，所以可以持续收集样品，而且被透析动物可以小到老鼠一般大小。
通过微透析技术可以单独取得细胞外液，因此可对大脑神经递质进行活体监测［1］，由于透析液中不含蛋白质和酶等生物大分子，能直接进样进行高效液相和毛细管电泳等生化分析，免除了复杂的进样前样品处理及由此而产生的样品损失和误差，也不会因在室温取样而酶解，提高了样品的稳定性，而且随着现代技术的进步可以对微透析试验进行全程的自动化控制。
微透析试验中一个重要的步骤是要测定微透析探针的回收率(透析液中待测化合物的浓度与其在样品基质中浓度之比)，由于微透析是在非平衡条件下取样，所以所测得的透析液中化合物的浓度只是探针周围样品基质中该化合物浓度的一部分。
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用微透析技术是近年来应用于药物动力学和药物代谢研究中的一项新兴技术，该项技术在药物代谢和药代动力学研究领域中已取得重大的进展并有广阔得应用前景，本文概述了微透析技术的基本原理及特点，并重点介绍了其在药物代谢和药动学研究中的应用。
标签：微透析；药动学；药物代谢微透析(Microdialysis，MD)技术是近些年来临床上发展起来的一种新型取样技术，其原理与透析相同，可通过器官与组织中的体液进行连续、动态取样，取得的透析液较为纯净，且均为小分子物质，能与HPLC/MS或HPLC联用,组成HPLC/MS或HPLC联用新技术进行原位在线分析，具有“微创、高效、实时、活体”等特点。
在麻醉或清醒的生物体上进行深部组织的操作以及重要器官的生化研究具有重要的意义。
随着近年来微透析技术的不断发展，该项技术在临床上的推行也越来越广泛。
目前微透析技术在药物代谢和中药药动学研究领域同样发挥着重要的作用[1]。
1基本原理微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术，是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度，灌注埋在组织中的微透析探针，组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液，被连续不断地带出，从而达到从活体组织中取样的目的[2]，通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。
这是一种动态连续的取样方法。
简单地说，微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”[3]，使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此毛细血管,然后随液体流动带出体外进行检测原理及其系统组成微透析技术不同于以往传统的研究手段,它是一种动态连续取样方法。
简单地说,微透析技术的原理就是创造一个“人造血管”[1],使待测化合物在浓度差的作用下扩散而出入此“人造血管”。
在体微透析技术首先在组织中植入具有半透膜的探头(probe)装置，透析膜能允许小分子物质及水分通过，体外微流泵能允许一定的灌流也通过探头，由于透析膜两侧存在浓度差，物质会从高浓度方向向低浓度方向扩散。
微透析技术
微透析系统装置
主要由微量泵、微透析探头、收集器、连 接管及配套设备组成。 将一种具有透析作用的微细探针置于采样的 生物组织内，利用一部非常精细的注射泵，推 送溶液至探针处，以达到与组织内欲取出测量 的低分子量物质，进行透析交换，再将透析液 做进一步的分析。
脑微透析技术
脑微透析技术是一种在体或离体脑化学采样 技术 ,其原理是脑细胞外液中可溶性分子可通过 一种半透膜管的微小径孔顺浓度梯度扩散。半 透膜管连接在经立体定位技术植入大脑特定部 位的探针上 ,探针则与灌注泵相连 ,向管内灌注 与管外组织间液近似的人工脑脊液或其他液体。
2. Methods Five patients undergoing DBS surgery for advanced participated in our study.Four of the patients were male and one patient was female. The mean age at the time of surgery was 57 years, and the mean length of diagnosis was 8.7 years. Individual patient characteristics are reported in Table 1.
Fig 3
2.2. Microdialysis stimulation studies
After the location of was confirmed, the recording electrode was replaced with a stimulating electrode. We recorded along a track 2 mm anterior to the stimulating electrode until the was again localized. The microdialysis probe was then positioned in the anterior track so that the membrane was located in the (see Fig. 2). In patient 5 the microdialysis catheter was positioned in , 2 mm inferior to the bottom of . The catheter was perfused at a rate of 2.0 µL/min, and in these patients samples were collected every 10 min for a 40 min period.
微透析在我国脑变性疾病的化学信息研究中的应用
微透析在我国脑变性疾病的化学信息研究中的应用
王巍;王卫霞;王丹巧
【期刊名称】《中国中西医结合杂志》
【年(卷),期】2004(24)3
【摘要】高等动物的脑是适应外环境的主要器官,脑的特殊功能是接受、传达和贮存信息.神经元之间信息传递主要以神经递质的变化为基础.要了解神经元之间信息传递过程,必须对神经细胞间隙中的化学物质进行动态监测.对离体脑组织进行分析,所提供的通常是一种静态的和混杂的结果.20世记80年代初由瑞典学者
U.Ungerstedt发明的微透析技术是一种在麻醉或清醒自由活动动物脑内取样的新手段.它的出现为脑内细胞外环境进行在体采样和动态监测提供了方便,与高效液相色谱(HPLC)分析化学技术相结合,为在整体动物上研究脑复杂功能过程中的化学调控提供了可能.
【总页数】5页(P280-284)
【关键词】微透析;脑变性疾病;化学信息;神经递质;神经细胞;自由基
【作者】王巍;王卫霞;王丹巧
【作者单位】中国中医研究院西苑医院老年医学研究所;中国中西医结合杂志社;中嗣中医研究院西苑医院老年医学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】R742
【相关文献】
1.微柱液相色谱和电化学检测法测定鼠脑微透析液中神经传递物质 [J], 黄铁华
2.微透析-液相色谱-化学发光法测定大鼠脑组织中丹参酚类化合物浓度及其药代动力学研究 [J], 张群林;张云静;吴亮;李俊;袁野
3.脑微透析技术在脑内研究中的应用 [J], 魏宇宁;张盈盈
4.脑微透析技术及其在脑内药动/药效学研究中的应用 [J], 潘越芳;李范珠
5.微柱液相色谱-双电极电化学法测定脑微透析液中单胺类递质的含量 [J], 叶惟泠;尹萍波;梅镇彤
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上海微透析系统原理
上海微透析系统原理
上海微透析技术采用特殊的机械原理，在微体系统内部的内部过滤网上实现水的净化。
这是一种新型的净水技术，它可以有效地把各种有害污染物，如油、酸、污染物等离子分离出来，从而达到净化水的目的。
上海工业大学微透析系统采用了一种特殊的机械原理，以实现水的净化。
首先，微透析系统会通过一个过滤器将大小不一的污染物，如颗粒、杂质、离子等从水中分离出来。
这一步可以有效去除一些污染物，但是不能完全清除所有污染物。
接着，微透析系统过滤网会通过一种叫做渗透电势的机制，将水中的某些特定的污染物净化。
这种机制可以有效地保留细小而有毒的物质，而把大的和普通的物质拦截起来。
最后，微透析系统还可以采用一些特殊的处理工艺，如活性炭处理、超滤处理等，进一步去除余下的污染物，达到净化水的目的。
微透析系统的特点主要有三大方面：首先，微透析系统具有良好的净化效果，能够有效地去除各种有害污染物，从而达到优质的净水效果；其次，技术运行简单，操作方便，维护成本低；最后，微透析系统采用了渗透电势的机制，足以满足一般的净水要求。
在现代社会，上海微透析系统已经被广泛应用于各种场合，如医院、加湿设备、食品加工厂等。
这一技术可以有效地达到净水目的，从而让人们生活在更加健康的环境之中。
总之，上海微透析系统在净化水中发挥了重要作用，具有净化效
果好、操作方便、维护成本低等优点，已被广泛应用于各种场合。
未来，随着技术的进步和发展，上海微透析系统将会发挥更大的作用，更好地满足人们的需求，使人们生活在更加清洁的环境中。
微透析技术
微透析技术一、微透析技术微透析(Microdialysis)技术是一种将灌流取样和透析技术结合起来并逐渐完善的一种从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术。
具有活体连续取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等特点。
可在麻醉或清醒的生物体上使用，特别适合于深部组织和重要器官的活体生化研究。
目前已成为实验神经生理学和神经化学的重要研究工具之一, 它可提供递质释放、摄取和代谢的必要信息。
1、主要原理以透析原理作为基础，通过对插入生物体内中的微透析探头在非平衡条件下进行灌流，物质沿浓度梯度逆向扩散，使被分析物质穿过膜扩散进入透析管内,并被透析管内连续流动的灌流液不断带出，从而达到活体组织取样的目的。
2、微透析系统及其特点2.1、微透析系统装置主要由微量泵、微透析探头、收集器、连接管及配套设备组成。
2.1.1、微量泵以注射泵为佳,有利于减少恒流泵和蠕动泵的波动, 流速一般为1~5μl/min。
2.1.2、微透析探头有直线性探头、环形探头、同心型探头等不同的类型(微透析管因实验对象不同而形状大小各异)；按照探头的形状分为穿颅探头、U型探头、I型探头、环形探头等。
目前普遍应用的是同心型探头，微透析探头通常是由一管式半透膜与不锈钢、石英或塑料毛细管构成双层管道；长度一般为1～10 cm。
半透膜由再生纤维素、聚碳酸酯或聚丙烯腈制成, 载留分子量5～10 KD不等。
实际应用需根据具体组织和待测物选择不同的微透析探头。
微透析技术最大的优点是可在基本上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, 特别适用于研究生命过程的动态变化。
微透析技术的优点是活体取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等。
该技术的另一大优点是样品的采集与分析过程既可在位又可离位进行。
此外微透析技术的独到之处是可以单独取得细胞外液, 因此可对体内神经递质的释放量进行动态监测, 具有重要的生物学意义。
微透析技术在药物动力学和药物代谢研究中的应用及中药微观研究的展望
行 内科 或 外 科 的 干 预 ， 将 有 重 大 的 意 义［ ３ ３ 。 这 也 为 该 技 术 在 中 药 研 究 方 面提 供 重 要 参 考 。 ２ ． １ ． ３ 肾： 肾 微 透 析 技 术 可 以 对 在 体 或 离 体 肾 内 化 学 物 质 取样 ， 其 原 理 是 肾 细 胞 外 液 中 可 溶 性 分 子 能 透 过 一 种 半 透 膜 腔 的微 小 径 孔 顺 浓 度 梯 度 扩 散 ， 并 被 微 透 析 管 内 连 续 流 动 的 灌 流 液 不 断带 出 。该 技 术 是 研 究 肾 内 活 性 物 质 代 谢 及 其 与 肾 功 能 关 系等 的一 种 重 要 手 段 ［ ４ ］ 。 ３ 结 论 与 展 望
２ ０ １ ４年 ７月第 ７期
Ｆ ａ ｍ ｉ ｌ ｙ ｐ ｓ ｙ ｃ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｏ ｃ ｔ ｏ ｒ
家庭心理 医生
医学 影 像 与 检 验
微 透 析 技 术 在 药 物 动 力 学 和 药 物 代 谢 研 究 中 的 应 用及 中药 微 观 研 究 的展 望
连 续 动态 取样 ， 所 得样 品 具有 ” 活体 、 微创、 实 时、 高效 ” 等特 点。
最初微 透析主要用 于研 究脑 内神 经递 质 的释放 ， 近年来 由于微
中 医用 药 强 调 综 合 考 虑 疾 病 节 律 变 化 的特 殊 性 和 药 物 疗 效
的时 相 性 。 目前 中药 的研 究 ， 是 以药效物质 基础 、 药 效 作 用 机 制
透析 技术及其应用 研究 发展 迅速 ， 这 项技 术 在国 内也 越来 越受
到人 们 的 重 视 ． 目前 微 透 析 技 术 在 中 药 药 动 学 和 药 物 代 谢 研 究 领 域 同样 发 挥 着 重 要 的作 用 ［ １ ］ 。
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微透析技术特点(续）
检测方法： --单胺类物质测定主要采用高效液相色谱 (HPLCECD 法； --氨基酸类物质多用 HPLC-荧光法测定； --乙酰胆碱、乳酸、抗坏血酸、丙酮酸和嘌呤 类等物质多采用 HPLC-紫外检测法； --神经肽类物质主要用放射免疫法测定。
四、透析相关仪器及透析液
（一）微透析探针 组成成分：小口径的透析膜、硅管、防水万用胶、 硅胶毛细管
1.橡胶管； 2.硅胶管（silica tubing）粗管； 3.硅胶管（silica tubing）细管； 4.聚乙烯管(PE-10 (polyethylene tubing)； 5.透析膜（Dialysis membrane）； 6.环氧乙烷（epoxy adhesive）； 7.注射针头。
（二）透析泵 1.流速稳定且缓慢，介于 1-5μl/min
（六）透析液中钙离子的浓度
大多数微透析使用的透析液，都含有 1-3.4 mM 浓度的钙离子。
动物组织不同区域，钙离子浓度从1-3 mM 不等。 透析液中含有3.4 mM 和含有1.2 mM 钙离子时， 对 药 物 引 起 的 DA 变 化 ， 会 有 定 量 的 （quantitative）不同。
2.快速的前进/后退模式，连续而可调整的流速， 和微调控制选择（microprocessor control option）
3.液体转动轴（liquid swivel）:动物可自由行动， 不会被透析管缠住
4.常用透析泵 CMA/100, Harvard Microliter , Shesized rats
Anesthesized rats
微透析系统示意图- Freely moving rats
②
④ ①
Perfusion medium: aCSF Flow rate: 2 l/min
③
Freely moving rats
Dialysis probe Area of diffusion
（三）透析液转换器 Carnegie Medicine 公司发展了一个全自动的透析 液转换器 CMA/110 及 CMA/111。因这个机器有 微调的功能，马达驱动的设备，来转换透析液， 在转换过程中不会让空气进入。
（四）透析液收集
1.手动收集透析液 虽然耗时间，但可使一台 HPLC 发挥最大功用。 例如收集时间要 20 分钟，测定一个样品只要 7-8 分钟，则一台 HPLC 力足以应付 3 种样品； 使样品分离和分析很明确 2.自动收集器 (CMA/140) 按一定间间隔将透析液收集在冷藏（ refrigerated ） 设备的旋转盘上的玻璃小瓶内 , 这就不需在实验 过程中一直看守着仪器。但就无法一边收一边分 析透析液
2. 人工脑积液 (artificial cerebrospinal liquid, aCSF)
• 140 mM NaCl • 3.0 mM KCl • 1.2-3.4 mM CaCl2 • 1.0 mM MgCl2
• 1.2 mM Na2HPO4 • 0.27 mM NaH2PO4 • 7.2 mM glucose • pH 7.4
目前我们虽知透析液中钙离子的含量，对单胺的 释出有影响，但影响的程度则未知。组织间的不 同差异，钙离子可能是一个影响因素。
五、微透析实验操作
（一）透析探针的植入 1.必须的仪器：外科器械、钻孔机、立体定位仪 2.定位软件、图谱： Paxinos, G., and W. C. (1997) The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates (The Third Edition): San Diego, Academic Press. Paxinos, G., and F. K. B. J. (2001) The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates (The Second Edition): San Diego, Academic Press.
当灌流液流经探头前端透析膜时，组织内小分子 量生物活性物质即顺浓度梯度从膜外扩散入膜内， 并随灌流液被引流至探头外；
按一定的时间间隔连续收集透析液，检测其中待 测生物活性物质水平，可监测该区域内细胞外生 物活性物质浓度的经时变化过程
微透析技术原理优点
组织损伤小、取样少、方 便、快捷、可连续监测且 易实现自动化等优点。
③
Freely moving rats
Dialysis probe Area of diffusion
二、微透析技术原理
微透析探头是由具有一定截留分子量的纤维半透 膜制成(microdialysis probe，MDP)； 将探头埋入待测的组织区域，以恒定速度向探头 内灌注与组织液成分相近的等渗灌流液；
微透析技术与方法
洪宗元 皖南医学院定量药理研究所
微透析技术
微透析技术是一种微量
化学采样与检测技术
微透析系统组成 微透析技术原理 微透析技术特点 透析相关仪器及透析液 微透析实验操作 微透析实验的注意事项
一、微透析系统组成
② ④ ①
Perfusion medium: aCSF Flow rate: 2 l/min
3.在线收集与检测 (Online) 将探针出口直接连到 HPLC 的承载阀（load-valve） 上，而直接在线上自动分析透析液。即把一台 HPLC 限制在单一动物身上，使透析实验全自动化
（五）灌流液 (perfusate)
1. Ringer's solution：
• 147 mM Na+ • 4.0 mM K+ • 2.0 mM Ca2+
三、微透析技术特点
MDP：常用管式半透膜与不锈钢、石英或塑料毛 细管构成，半透膜由再生纤维素、聚碳酸脂或聚 丙烯腈制成。截留分子量 5,000-100,000 dolton 不等。适合神经递质等小分子物质通透，而蛋白 质难以通透 ； 灌流液：脑微透析的灌流液一般采用人工脑脊液 (artificial cerebral spinal fluid, aCSF)、Ringer或 Krebs 溶液；