神经递质（NTs）和神经调质（NMs）在大脑的正常功能与行为调控中扮演着重要角色，对其动态变化的监测是理解神经系统工作原理的关键。近年来，基因编码NT/NM指示剂（GENIs）的开发为实时监测这些分子的动态变化提供了全新的工具，促进了神经科学研究的进展。GENIs不仅能够在健康和疾病状态下提供NTs和NMs的时空信息，还揭示了非经典NTs/NMs的释放机制及神经元与非神经元细胞之间的通信方式。

小编推荐北京大学李毓龙教授团队在《Nature Reviews Neurosciences》上发表的综述文章，题为“Pushing the Frontiers: Tools for Monitoring Neurotransmitters and Neuromodulators”。该文全面总结了探测NTs和NMs动态变化的方法，尤其重点介绍了GENIs的最新进展及其在神经科学中的应用。文章深入讨论了GENIs的设计原则、特性、应用前景以及面临的挑战，展望了其未来发展方向，为神经科学研究提供了重要的参考和启示。

神经系统由神经元和胶质细胞等多种类型的细胞构成，这些细胞主要通过突触传递信息。在化学突触中，NTs和NMs由突触前细胞释放到突触间隙，与突触后细胞的受体结合。经典的神经递质如谷氨酸、GABA和乙酰胆碱（ACh）通过离子型受体和G蛋白偶联受体（GPCRs）迅速激活或抑制突触后细胞；而神经调质则通过GPCRs引发较慢的分子信号反应。这些化学性神经传递在觉醒、注意力、感知和学习等生理过程中起重要作用，并与多种脑部疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病和抑郁症）密切相关。因此，高时空精度监测细胞外NTs和NMs的浓度及其动态变化，对于理解健康与疾病状态下的细胞间通信至关重要。

与孔子所言“工欲善其事，必先利其器”相似，南非生物学家、诺贝尔奖得主Sydney Brenner曾强调，科学的进步依赖于新技术的开发。如今，我们正处于一个能够以全新时空分辨率追踪NTs和NMs的时代。

非基因编码方法在NTs和NMs的研究中也展现出重要应用。电生理学方法虽能提供亚毫秒级的时间分辨率，但因其技术要求高、通量低且信号缺乏特异性，主要用于体外研究；而微透析技术的低时分辨率及对神经化学物质的检测存在局限，也为研究带来挑战。相对而言，电化学技术和光学成像方法凭借其高时空分辨率及低侵入性，逐渐成为重要的研究工具。

基因编码传感器的出现，为NTs和NMs的研究带来了新的方向。这些传感器能够在特定细胞类型中长期表达，从而支持对神经传递及神经元活动的持续成像。GENIs以其独特的设计原理、性能及其应用潜力，迅速成为研究神经信号传递的重要工具。尽管GENIs的发展迅速，但仍需精确控制其表达水平，以避免潜在的缓冲效应干扰内源信号。

在生物医疗研究中，GENIs的高时空分辨率使其能够监测多种生理和病理状态下的神经调节机制。面对未来，传感器开发者需要与终端用户紧密合作，以进一步推动GENIs的优化与应用。同时，GENIs仅是众多前沿工具之一，与其他光学传感器、光/化学遗传学等技术相结合，将能更深入地解析复杂系统中的化学信号，推动神经科学的进一步发展。

尽管用于检测NTs和NMs的生物传感器领域迅速发展，但在灵敏度、选择性、动力学特性等方面仍需进一步优化。为了实现这些目标，工具开发者与使用者必须通力合作，共同提升传感器性能。若需了解更多产品与服务，请咨询我们【918博天堂】！点击进入店铺，获取更多信息。