利用線上樣品分段與三維列印技術開發監測活體動物腦中金屬元素動態變化趨勢的連線分析系統介面

Advancing Hyphenation of In-vivo Microdialysis Sampling to an ICP-MS Using Online Segmentation and 3-Dimensional Printing Technique for Monitoring of Dynamic Variations of Living Rat Brain Metal Ions

夏聖傑(Sheng-Chieh Hsia)

指導教授 ： 孫毓璋

國立清華大學/原子科學院/生醫工程與環境科學系/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2014.00119

摘要

腦中微量金屬元素的恆定，扮演著調節正常生理功能與神經傳導的關鍵角色，而在監測活體動物腦中微量金屬元素動態變化趨勢的研究發展過程中，雖然藉由串聯微透析取樣裝置與感應耦合電漿質譜儀，可以提供直接且非常重要的微量金屬元素動態變化資訊，但受限於現今繁複的樣品前處理程序與無法客製化的連線分析系統介面，導致分析系統出現時間解析能力過長與連線元件的多樣性不足等問題。為了克服上述難題，本研究分別開發了以多向選擇閥輔助的線上樣品分段與平行多樣品前處理介面，建立一套具有高時間解析能力與高樣品處理通量的連線分析系統（MD-Parallel in-Tube SPE-ICP-MS）；另外，為了增進連線分析系統介面的多樣性，本研究亦首次利用三維列印技術自行製作內建樣品環（Sample loop）的二向轉動閥組件，作為串聯微透析取樣與感應耦合電漿質譜儀之間的流動注入分析裝置，並完成另一套MD-3DP Valve-ICP-MS連線分析系統的建立。
在完成上述連線分析系統的最佳化探討與分析性能確效後，本研究亦實際應用所建立的連線分析系統進行監測活體大鼠腦中，因急性去極化效應（灌流高濃度鉀離子）及興奮性刺激（灌流NMDA）時，腦細胞間液內微量金屬元素的即時動態變化趨勢。由實驗結果中可發現，當受到急性去極化與興奮性刺激之後，腦細胞間液內鈣及鋅等微量金屬元素的濃度，會發生顯著的降低與升高的情形，據此說明本研究所建立的二套連線分析系統，確實具有監測活體動物腦中微量金屬元素動態變化趨勢監測的能力。預期本研究所開發之連線分析系統，能為日後微小微量分析（Micro-trace analysis）的研究，提供一個嶄新的思維方式。

關鍵字

微量金屬 ； 大腦 ； 感應耦合電漿質譜儀 ； 線上分段技術 ； 3D列印技術

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Trace metals ； Brain ； ICP-MS ； Segmentation technique ； 3D printing technique

參考文獻

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