日本东北大学的研究人员开发出了第一款多合一微型pH探针，可以用于实时研究大脑深层结构中固有的细胞外pH动力学。

这一研究发现公布在Biosensors and Bioelectronics杂志上。

在我们的大脑中，有数十亿名“专家”——神经元和神经胶质细胞，形成了复杂而有效的网络，这些网络通过微妙的化学信号不断相互沟通，控制我们的行为输出。

脑化学是脑细胞中的基本语言。在我们健康的大脑中，化学物质保持相对中性，必须不断调节酸碱波动。否则会导致慢性脑部疾病，例如精神疾病，神经胶质瘤和癫痫发作。因此，大脑的pH波动与大脑的信号传导和功能之间的相关性使人们可以更清楚地了解pH值对我们的大脑如何运转，以及在患病状态下大脑如何出现故障的影响。

然而，尽管最近在大脑的电记录和化学监测技术方面有技术进步，但是在测量化学信号，特别是活生物体（即体内）的pH方面仍然存在局限性。

在最新研究中，研究团队开创一种融合了两种不同技术的混合设备来解决这些局限性：一束具有电和光功能的无缝集成的细纤维，以及化学传感器（其光位置由传感器确定）。这种组合可以对大脑内，尤其是较深区域内的固有化学信号进行空间分辨检测，并具有较高的空间，时间和化学分辨率。

“我们利用电信行业中常规使用的热拉伸工艺来制造集成多种功能的光纤，例如光波导，电极和化学通道，”日本东北大学前沿科学研究院跨助理研究员郭元元（Yuanyuan Guo，音译）说。

研究人员将活性成分：具有定位光（light addressability）功能的化学传感器耦合到光纤上，从而实现了一种多合一的混合化学传感探针，可用于体内检测大脑中的细微化学变化。这是第一个专注于pH检测的模型。

同时研究人员也对探针进行了体内测试，证明它能够检测到对大鼠癫痫发作的轻微pH波动。

郭元元说：“我们团队的下一步计划是将空间，时间和化学分辨率提高到与内在神经元动力学的尺度有关的水平。” “我们的技术突破将促进对脑化学及其与脑功能的相关性的基本理解。”

（生物通）

原文标题：

Miniature multiplexed label-free pH probe in vivo