【脑科学前沿技术交叉应用解决方案】光遗传/电生理/双光子/行为学+活体脑化学，微透析采样，样品分析，采血与灌流等一站式服务

脑科学前沿技术交叉应用解决方案

方案背景

脑科学作为探索人类大脑奥秘的前沿学科，致力于揭示大脑的结构、功能以及认知和行为的神经机制。脑科学前沿技术的融合并非简单的技术叠加，而是在科学问题复杂性、临床诊疗迫切性、关键技术突破性与政策机制协同性的多重推力下，所发生的范式转型：推动脑科学迈向精准调控，从“单一维度解析”向“多模态研究”跃迁。如抑郁症、帕金森病等神经精神疾病“机制-靶点-干预”一体化研究，需要同步解析电信号紊乱、递质失衡与行为障碍之间的动态链路。脑科学前沿技术的交叉应用为研究人员提供更加高效、智能的算法和模型，帮助科研人员更深入地探索大脑的奥秘，加速脑科学的发展。

方案优势

多模态研究，适用性广：覆盖多个研究模块，满足多种研究方向检测和分析。

活体检测，数据更真实：自主研发的活体脑化学物质实时分析技术，实时捕捉检测物质动态变化。

专业技术团队：由专业团队提供技术支持、动物实验、数据分析、检测实操培训等优质服务，已为国内多个科研机构提供完善的实验方案。

服务内容构成

自研产品介绍

活体脑化学物质实时分析技术

随着神经科学研究不断深入和研究手段的丰富，科研人员对时间分辨率的要求越来越精细，同时对动物脑部损伤的程度也提出了更高的要求。跨学科研究已成为深入认识大脑的关键手段。特别是脑化学物质浓度变化的研究与在体多通道电生理、膜片钳、双光子、光遗传、光纤记录和行为学研究的结合，已成为科研人员关注的焦点。

然而无论是传统方法还是微透析技术和液相质谱的联用，时间分辨率最低也只能做到几分钟到十几分钟，无法和毫秒级变化的神经电信号做同步记录，更无法和光刺激、电刺激，静脉给药等方法做同步。

活体脑化学物质实时分析技术的出现解决了上述问题。该技术通过纳米材料修饰微电极，使电极的直径从微透析探针的数百微米量级缩小至微米量级，极大降低了植入造成的颅脑创伤，从而更加真实反应出动物处于正常生理状态下的脑化学物质浓度的动态变化。结合优化的电化学检测方法，该技术不仅实现了神经递质的特异性毫秒级检测，还可以对数种能量代谢物质和离子浓度的变化实现毫秒级检测。目前可检测的脑化学物质包括多巴胺、氢离子、钾离子、钙离子、氧气、抗坏血酸、葡萄糖、乳酸、过氧化氢等。

该技术从时间分辨率上来说相比于传统方法有了上百倍的进步。使研究人员能够捕捉到以往无法观测的脑化学物质瞬时动态变化，为研究脑化学物质浓度变化及其与神经系统疾病、神经药理机制的关系提供了全新视角。从适用性上来看也可以和电生理、光遗传及行为学实验相互补充，深入原有课题的研究。使科研人员在神经科学研究中可以更进一步，在更高的时间分辨率和更广泛的实验范围内尝试将这项技术和电生理、光遗传、行为学等实验结合，把化学信号和生物电信号、光信号、宏观微观行为表达做数据同步，成为科研人员进一步探究大脑的有力工具。

系统构成

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可检测指标参数介绍

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系统特点介绍

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服务内容一：活体脑化学物质实时检测分析

示例一：脑内多巴胺实时释放检测结果展示

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图注：将工作电极和刺激电极分别植入NAC和VTA脑区，施加刺激的同时在NAC脑区实时检测到DA释放量增加

示例二：脑内葡萄糖浓度变化实时监测

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图注：植入工作电极后，对小鼠进行24h连续血糖监测。腹腔注射葡萄糖与次日注射胰岛素分别观察到电极记录的血糖浓度显著变化，为研究脑内葡萄糖代谢提供了有力支持。

示例三：脑内pH变化实时监测

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图注：小鼠在清醒状态下吸入二氧化碳刺激均检测到脑内氢离子浓度有显著上升，为研究大脑微环境酸化提供直接证据

服务内容二：多技术融合同步检测分析

示例一：光遗传结合活体脑化学物质实时分析

光遗传学是一种神经调控技术，通过光刺激实现神经元的高时空精度操控。将光敏蛋白基因在目标细胞内表达，植入光纤导管或光遗传电极，输入特定波长的光刺激，启动或抑制光敏蛋白，通过专业的脑内神经递质检测或行为视频采集等技术采集光刺激的生理效应。

光遗传结合活体脑化学物质实时分析系统，在利用光刺激实现对神经元的高时空精度操控时，可同步检测脑内神经递质的动态变化，从而完美融合了光遗传学与电化学记录技术。

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示例二：在体电生理结合活体脑化学物质实时分析

电生理技术是一种神经活动记录技术，通过植入式电极实现对神经元电信号的高时空精度监测。将记录电极精准植入目标脑区，可捕获由特定行为或神经事件诱发的动作电位与局部场电位。而电生理结合活体脑化学物质实时分析系统，可实现在记录电信号的活动时，也可同步检测脑内神经递质的动态变化，从而完美融合了电生理记录与电化学分析技术。两者的同步结合，能在活体脑中直接建立从特定神经元放电到化学物质释放，再到行为输出的完整因果链条，从而全景式地揭示学习、决策、成瘾等复杂行为背后神经环路的真实工作原貌。

示例三：双光子结合活体脑化学物质实时分析

双光子显微成像是一种神经活动观测技术，通过激光扫描实现对深层脑区神经元的高分辨率结构与功能成像。该技术利用双光子激发原理，使荧光探针在目标细胞或特定神经环路中表达，通过检测钙信号或电压信号等指标，在活体动物上实时解析神经活动的时空动态。

双光子设备结合活体脑化学物质实时分析系统，在利用激光扫描实现对神经细胞集群高分辨率功能成像的同时，可同步检测脑内特定神经递质的动态变化，从而完美融合了双光子显微成像与电化学记录技术。这套联用系统使得研究人员能够在动物脑区，不仅“看到”特定神经元群体在何时、何处被激活，更能同步“读出”此次激活所伴随的精确化学分子事件，为直接揭示神经电活动与化学信号传递之间复杂的相互作用提供了可视化窗口。

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示例四：行为学结合活体脑化学物质实时分析

脑化学和行为由多学科相互渗透，研究脑化学与脑的功能及行为之间的关系。神经递质作为信息传递的关键物质，通过调节大脑中不同区域神经元的活动来影响情绪和行为。

过去，行为学实验与脑化学检测往往被迫分离：前者在宏观层面观察动物的动作、抉择与情绪；后者则依赖液相、质谱等方法，时间分辨率低（分钟级）且难以同步记录行为。而行为学结合活体脑化学物质实时分析系统，使毫秒级时间分辨率、多种脑内物质检测、长期稳定的在体检测成为可能，实现从“行为后取样”到“行为-化学同步”、从“单一递质”到“多分子网络”、从“结构-功能”到“因果闭环验证”转化。

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相关产品及技术

服务内容三：活体采样与分析-CMA动物微透析微量采样

微透析是一种从动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。在神经科学、医药研究等领域已获得越来越广泛的应用。

CMA（全名CMA/MICRODIALYSIS AB）成立于1984年，是一家以研究为导向的高科技公司，总部设于瑞典斯德哥尔摩，其创办人为瑞典著名的KAROLINSKA学院药理大师URBAN UNGERSTEDT教授。CMA动物微透析系统以其优良的质量，在业界享有很高的声誉。CMA探针以其专利设计的精密结构，模仿毛细血管，可以进行高效率的活体取样。