[发明专利]一种实时监测动物脑组织胞外间隙动态变化的方法

摘要

本发明公开一种从频率域实时监测动物脑组织胞外间隙动态变化的方法，以分析胞外离子探针的固定频率正弦扩散波形的相位偏移及波形振幅来实现实时监测脑组织的动态间隙结构；所述胞外离子探针的电泳电流包括两个成分一个恒定的电泳电流和另一个具有固定频率随时间作正弦变化的无限循环正弦电泳电流。本发明可以简便快速地得到急性病理态下活体实验动物或离体脑组织的动态结构变化，可应用于实时监测急性病理态(如脑缺血、癫痫、传播性抑制、失血性休克等)发生时脑组织胞外结构的动态变化，对了解脑细胞的生理应激反应和增进脑科医学知识有莫大帮助。

主权项

一种实时监测动物脑组织胞外间隙动态变化的方法，其特征在于，从频率域分析得到脑组织的动态间隙结构，以分析胞外离子探针在固定频率正弦波形的扩散方式下所产生的相位偏移及波形振幅来实现实时监测脑组织的动态间隙结构，得到急性病理态下活体动物或离体脑组织的动态结构变化，具体实施方法包含以下步骤：S1：将固定频率的正弦电泳电流和恒定电流以组合方式经由胞外离子探针导入活体或离体的动物脑组织中，频率范围为0.04～0.25Hz；S2：以离子选择性侦测电极记录病理态下的离子探针因胞外扩散所产生的组织浓度正弦波形；S3：以周期平均法去除振荡成分以获得平滑的离子探针胞外浓度曲线，周期平均法代替传统低通滤波器以消除特定频率成分；S4：将平滑的曲线与原振荡曲线相减后得到无基线偏移的振幅波形；S5：取一段固定长度的无基线偏差的波形数据，以Levernberg‑Marquardt运算法作最适拟合，得到平均时间点的最适振幅与相位差，向右移动一个时间点并重复所述的Levernberg‑Marquardt法作最适拟合，直至到达波形尾端，以获得一段完整的波形振幅及相位变化的时间函数；S6：分析波形振幅及相位变化，将各个时间点的探针浓度正弦波形振幅A与相位差θ代入下列关系式，求得到各个时间点的胞外间隙大小分率α和扩散迂曲度λ的实时变化；A=ntI1λ24πrzFαDexp[-rλω2+κ2+κ)2D]]]>(θr)2=λ22D[ω2+κ2-κ]]]>其中，I1为正弦循环电流，ω为周期频率，F为法拉第常数，z为离子探针电荷常数，r为离子探针扩散距离，κ为离子探针线性清除速率常数，D为离子探针在水溶液中无阻碍扩散系数，nt为离子探针电泳分率，在上述关系式的右侧中，除了参数α和λ为变数外，其它皆为已知不变的参数。