实时监测大脑中神经化学物质的准确水平，对于深入了解大脑病理机制和功能极具重要意义。利用微电极电化学方法（FSCV、DPV、电位法和电流法）对大脑中具有活性的神经化学物质检测和脑功能的研究已经做出了巨大贡献。虽然一些非活性神经化学物质可以使用适配体或酶转化为电化学信号，但直接检测活性较差的神经化学物质（例如胆碱Ch、γ氨基丁酸GABA和谷氨酸Glu）仍然面临着巨大的挑战。因此，有必要开发一种新的原位策略以高选择性和敏感性直接探测非活性的神经化学物质。
图1. 离子转移微传感器植入大鼠脑进行测量示意图
液/液界面电化学基于两个相邻相中离子的溶剂化能差异在直接分析检测方面取得了巨大进展。这些离子通过它们的特征离子转移电位和离子电流信号或者通过改变有机相中合适的配体或离子载体促进离子转移过程被识别。因此，液/液界面化学传感在无需电极修饰的情况下可直接活性和非活性离子，并且成功用于测量神经递质、药物、氨基酸、肽和蛋白质。然而，液/液界面尚未应用于体内分析，这为分析非活性的神经化学物质提供了一种新的有效平台。基于此，中国人民大学化学系张美宁教授课题组展示了一种液/液界面微传感器（LLIM）用于活体监测非活性神经化学物质胆碱（Ch）。当微传感器插入大鼠大脑时，会形成液/液界面。如果施加适当的电压，则该界面上将发生离子转移进行Ch的高选择性和灵敏度检测。
图 2. 在不同条件下在 aCSF 中的 LLIM 获得的电流响应：（A）在连续添加不同浓度的 Ch 后电流变化。插图电流响应与 Ch 浓度线性关系；微电极的选择性（B）、稳定性和对10 μM Ch的响应。
参考文献：
Xiaofang Wang, Tianci Xu, Yue Zhang, Nan Gao, Taotao Feng, Shujun Wang, Meining Zhang, In Vivo Detection of Redox-Inactive Neurochemicals in the Rat Brain with an Ion Transfer Microsensor, ACS Sens. 2021, https://doi.org/10.1021/acssensors.1c00978.
