اندازه‌گيري نوروترانسميتر گلوتامات در مغز موش صحرايي نر با استفاده از زيست حسگر الكتروشيميايي مبتني بر آنزيم گلوتامات اكسيداز

مقدمه: گلوتامات اكسيداز (GluOx; EC 1.4.3.11)، به عنوان يك آنزيم اكسيدوردوكتاز، اكسيداسيون گلوتامات را به آلفا كتوگلوتارات، آمونياك و هيدروژن پراكسايد (H 2 O 2) كاتاليز مي‌كند. در اين واكنش مقدار H 2 O 2 متناسب با غلظت گلوتامات بوده و به وسيله‌ي زيست حسگر الكتروشيميايي قابل رديابي است. مانند ساير زيست حسگرهاي مبتني بر آنزيم، گلوتامات اكسيداز يكي از عناصر كليدي در ساخت زيست حسگرهاي گلوتامات است. همچنين اين حسگرهاي زيستي توانايي شناسايي آناليت‌‌هاي بيولوژيكي مانند گلوتامين، آمونياك و كراتينين را دارا هستند. حسگرهاي زيستي مبتني بر گلوتامات اكسيداز در اندازه‌گيري‌هاي كمي و كيفي در شيمي تجزيه، تعيين كيفيت محصولات غذايي و تشخيص زود هنگام اختلالات قلبي و كبدي در بيوشيمي باليني نيز كاربردهاي زيادي دارند. با توجه به اهميت نوروترانسميتر عصبي گلوتامات در عملكردهاي مختلف مغز، در اين مطالعه اندازه‌‌گيري آن در مغز موش‌‌هاي صحرايي نر نژاد ويستار با استفاده از حسگر زيستي مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش ها: براي اندازه‌گيري گلوتامات، ابتدا يك حسگر زيستي مبتني بر گلوتامات اكسيداز با تثبيت همزمان آنزيم و چيتوسان بر روي سطح الكترود پلاتيني ساخته شد. سپس حيوانات قرباني و مغز آن‌‌ها خارج شده و در بافر فسفات قرار گرفت. سپس بافر فسفات محتوي مغز سانتريفوژ شده تا مخلوطي كاملاً يكنواخت ايجاد شود. در نهايت، غلظت گلوتامات در نمونه‌‌هاي مغز با استفاده از زيست حسگر ساخته شده با تكنيك ولتامتري چرخه‌‌اي اندازه‌‌گيري شد. يافته‌ها: نتايج آزمايش‌هاي ولتامتري چرخه‌اي نشان داد كه پيك جريان كاتدي زيست حسگر ساخته شده µA  0.812 بود. همچنين منحني كاليبراسيون حاكي از آن بود كه پاسخ حسگر زيستي تا mM  1 خطي بوده و غلظت گلوتامات در نمونه‌هاي مغزي برابر با µM  63.5 بوده است. بحث و نتيجه‌گيري: آزمايش‌هاي ولتامتري چرخه‌اي نشان داد كه غلظت H 2 O 2 توليد شده در طي فعاليت كاتاليتيكي گلوتامات اكسيداز، كاملاً متناسب با غلظت گلوتامات است. همچنين، اين مطالعه نشان داد علي‌رغم غلظت بسيار ناچيز نوروترانسميتر گلوتامات، زيست حسگر الكتروشيميايي مبتني بر گلوتامات اكسيداز مي‌تواند به طور دقيق آن را از نظر كيفي و كمي در نمونه‌‌هاي بيولوژيكي مانند مغز شناسايي كند.