實時監(jiān)測大腦中神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的準(zhǔn)確水平，對于深入了解大腦病理機制和功能極具重要意義。利用微電極電化學(xué)方法（FSCV、DPV、電位法和電流法）對大腦中具有活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)檢測和腦功能的研究已經(jīng)做出了巨大貢獻。雖然一些非活性神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)可以使用適配體或酶轉(zhuǎn)化為電化學(xué)信號，但直接檢測活性較差的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)（例如膽堿Ch、γ氨基丁酸GABA和谷氨酸Glu）仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，有必要開發(fā)一種新的原位策略以高選擇性和敏感性直接探測非活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)。

圖1.離子轉(zhuǎn)移微傳感器植入大鼠腦進行測量示意圖

液/液界面電化學(xué)基于兩個相鄰相中離子的溶劑化能差異在直接分析檢測方面取得了巨大進展。這些離子通過它們的特征離子轉(zhuǎn)移電位和離子電流信號或者通過改變有機相中合適的配體或離子載體促進離子轉(zhuǎn)移過程被識別。因此，液/液界面化學(xué)傳感在無需電極修飾的情況下可直接活性和非活性離子，并且成功用于測量神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、氨基酸、肽和蛋白質(zhì)。然而，液/液界面尚未應(yīng)用于體內(nèi)分析，這為分析非活性的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)提供了一種新的有效平臺。基于此，中國人民大學(xué)化學(xué)系張美寧教授課題組展示了一種液/液界面微傳感器（LLIM）用于活體監(jiān)測非活性神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)膽堿（Ch）。當(dāng)微傳感器插入大鼠大腦時，會形成液/液界面。如果施加適當(dāng)?shù)碾妷?，則該界面上將發(fā)生離子轉(zhuǎn)移進行Ch的高選擇性和靈敏度檢測。

圖2.在不同條件下在aCSF中的LLIM獲得的電流響應(yīng)：（A）在連續(xù)添加不同濃度的Ch后電流變化。插圖電流響應(yīng)與Ch濃度線性關(guān)系；微電極的選擇性（B）、穩(wěn)定性和對10μM Ch的響應(yīng)。