微透析技術在骨科的應用(一)

一、文獻綜述

1微透析技術

具有活體連續取樣、動態觀察、定量分析、采樣量小、組織損傷輕等特點。可在麻醉或清醒的生物體上使用， 特別適合于深部組織和重要器官的活體生化研究。 目前已成為實驗神經生理學和神經化學的重要研究工具之一, 它可提供遞質釋放、攝取和代謝的必要信息。

主要原理

以透析原理作為基礎，通過對插入生物體內中的微透析探頭在非平衡條件下進行灌流，物質沿濃度梯度逆向擴散，使被分析物質穿過膜擴散進入透析管內,并被透析管內連續流動的灌流液不斷帶出，從而達到活體組織取樣的目的。

微透析系統及其特點

微透析系統裝置主要由微量泵、微透析探頭、收集器、連接管及配套設備組成。

1，微量泵以注射泵為佳,有利于減少恒流泵和蠕動泵的波動, 流速一般為1~5 μl/min。

2，微透析探頭有直線性探頭、環形探頭、同心型探頭等不同的類型(微透析管因實驗對象不同而形狀大小各異);按照探頭的形狀分為穿顱探頭、U型探頭、I型探頭、環形探頭等。目前普遍應用的是同心型探頭，微透析探頭通常是由一管式半透膜與不銹鋼、石英或塑料毛細管構成雙層管道; 長度一般為1~10 cm。半透膜由再生纖維素、聚碳酸酯或聚丙烯腈制成, 載留分子量5~10 KD不等。實際應用需根據具體組織和待測物選擇不同的微透析探頭。

微透析技術最大的優點是可在基本上不干擾體內正常生命過程的情況下進行在體( in vivo)、實時( real time) 和在線(on line) 取樣, 特別適用于研究生命過程的動態變化。微透析技術的優點是活體取樣、動態觀察、定量分析、采樣量小、組織損傷輕等。該技術的另一大優點是樣品的采集與分析過程既可在位又可離位進行。此外微透析技術的獨到之處是可以單獨取得細胞外液, 因此可對體內神經遞質的釋放量進行動態監測, 具有重要的生物學意義。

微透析技術的缺點就是對取出的樣品進行準確可靠的校正，主要涉及到對探針的回收率的測定。探針回收率是指從灌流液中流出的待測組分與標準濃度之比的百分數。探針回收率是 影響 微透析結果的重要因素, 取決于取樣部位的生物學性質、透析膜的物理性質(材料、孔徑、長度及幾何形狀等)、待測物質的分子量、灌流速度、壓力、生物體本身的健康條件和生物節律等。目前測定回收率的方法主要有以下幾種:

1，外標法

計算被測物質相對濃度的變化時, 可簡單地采用體外回收率法。測定宜在取樣后立即進行, 將探針放入已知濃度的標準溶液中, 用與體內實驗相同的流速灌流探針。達到穩定狀態后收集灌流液并進行檢測。測定濃度與標準溶液濃度之比就是體外回收率。此法雖簡單易行, 但由于被測物質在體外時與體內的環境狀況不同, 檢測結果不能嚴格地等同于實際的回收率。

2，內標法

往灌流液中加入已知濃度且性質與被分析物質相似的另一種物質做內標,內標物不僅在擴散性質上與被分析物一致,而且還要在體內的代謝過程中也盡可能一致,測出透析率即作為被分析物的回收率。由于選擇內標的局限性很大, 限制了此法的應用。

3，反透析法

假設被測物從兩個方向通過半透膜是同等的。在灌流液中加入一定濃度的內標物(Cic) ,在與體內透析相同的條件下操作, 測定透析液中內標物的濃度(Cec) ,體內回收率(Rin ,vivo ) 可用下式計算:Rin vivo = (1 Cec/ Cic) ×100 %本法要求內標物具有生物惰性, 盡可能與被測物相似。