综述:21世纪液相色谱-电化学检测技术在神经递质分析中的应用:分析化学视角的批判性综述

【字体: 时间:2025年08月18日 来源:Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 3.1

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  这篇综述系统评述了HPLC-ECD(高效液相色谱-电化学检测)技术在神经递质(如DA、5-HT、GABA等)检测中的前沿进展,对比LC-MS(液相色谱-质谱联用)等技术的优劣,涵盖方法学验证、样本处理(脑微透析、CSF等)及多分析物检测策略,创新性引入RGB模型和BAGI指数评估方法实用性,为神经科学和生物医学研究提供高灵敏度(10-9–10-6 g/mL)、低成本的解决方案。

神经递质分析的色谱技术革命

引言

神经递质作为大脑化学信使,其检测技术直接关乎神经科学和疾病研究。从乙酰胆碱(ACh)到多巴胺(DA),这些浓度低至10-9 g/mL的分子,在复杂生物基质(如脑组织匀浆、脑脊液(CSF))中的精准测定,始终是分析化学的挑战。

方法学突破

HPLC-ECD凭借其高灵敏度(可达飞摩尔级)和低成本优势,成为LC-MS的强有力替代方案。电化学检测器通过氧化还原反应捕获信号,特别适合单胺类(DA、5-HT、NE)及其代谢物分析。与质谱相比,虽缺乏m/z定性能力,但电极维护简便、实时分析特性使其在动态监测中不可替代。

样本与预处理

研究覆盖小鼠脑组织、人类CSF及微透析液。微透析技术实现活体采样,结合固相萃取(SPE)或低温匀浆,有效解决基质干扰问题。例如,脑区特异性DA检测需<20 μL样本,凸显技术微量化趋势。

临床应用与挑战

技术应用贯穿阿尔茨海默病(ACh失调)、帕金森病(DA缺失)和抑郁症(5-HT异常)研究。RPIP-HPLC(反相离子对色谱)提升极性分子分离度,而UPLC将分析时间缩短至7分钟。但电极污染和衍生化需求仍是痛点。

绿色评估新范式

首次引入RGB模型和BAGI指数量化方法实用性:

  • 红色(效率):90%方法实现多分析物同步检测

  • 绿色(环保):60%方案减少有机溶剂用量

  • 蓝色(成本):HPLC-ECD设备费用仅为LC-MS的1/5

未来展望

纳米电极和微流控芯片联用将推动单细胞神经化学图谱构建,而人工智能辅助峰识别可能解决共洗脱难题。尽管LC-MS仍是金标准,HPLC-ECD在快速筛查和资源有限场景中潜力巨大。

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