本研究的目的是以微創的方式監測麻醉大鼠尿樣(<100uL)和腫瘤微環境的pH值。大鼠或小鼠的尿量小使得pH測量變得困難，因為標準的pH電極通常需要幾毫升的最小尿量才能發揮作用。然而，在我們的研究中，獲得的大鼠尿量經常<100uL。此外，腫瘤微環境的體內pH值監測在技術上非常具有挑戰性，Presens手動微操作器(MM)與針型(NTH)pH微型傳感器一起提供了一種簡單有效的方法。我們的結果表明，與健康個體和組織相比，荷瘤大鼠的尿液和腫瘤微環境的pH值都較低。

1、材料與方法

雌性SD大鼠(n=20)，31日齡，體重100~130g，取自捷克共和國Velaz，適應于溫度21~24℃，相對濕度50~65%，人工12：12h明暗交替條件下的標準環境。給大鼠喂食標準顆粒(Peter MišKo，斯洛伐克)，只喝自來水。10只動物(NMU組)在出生后第43天和第50天分別以2種劑量(50 mg/kg體重)的N-甲基-N-亞硝脲(NMU，Sigma，德國)誘發乳腺癌，其余10只為健康對照組(CON)。為了監測腫瘤隨時間推移的pH值，隨機選擇5只大鼠，每周麻醉一次，持續4周(出生后10至13周)。在容量為 1000 mL 的誘導室中，通過引入底下方的異氟烷進行麻醉。短期麻醉以4%異氟烷氣量(0.2mL/L氣室體積)為宜，腫瘤組織pH值測量的實驗裝置示意圖如圖1所示。在實驗的最后一周(出生后14周)，從每只大鼠那都獲得了尿樣。在無菌墊上處理期間，大鼠開始自發排尿。尿液立即被收集到無菌微管中。尿液采集后，使用PH值微型傳感器(Presens，德國)測量PH值，一個樣品的測量延遲縮短了10分鐘，對實驗結果數據進行評估分析。

圖1：用于監測麻醉雌性大鼠腫瘤微環境的測量裝置示意圖

2、PH值測量結果

與健康個體的組織相比，腫瘤微環境的pH值僅略有下降(pH 7.24 -7.33)。腫瘤組織的不受控制的生長和擴散使得在幾周內重復監測空間上確定的腫瘤區域變得困難(見圖2)。這使得我們的數據不能給出關于腫瘤形成過程中pH值如何變化的結論性結果。有一些研究表明，盡管體內存在酸堿平衡，但在癌癥發展過程中，尿液的pH值會發生變化。本次結果清楚地表明，與健康個體相比，攜帶腫瘤動物的尿液pH值發生了變化(P<0.001，表1)。尿液pH值與腫瘤組織量呈極弱正相關(R=0.21)。這可能是由于實驗的低重復性(n=10)所致。

圖2：麻醉雌性大鼠腫瘤微環境中pH監測示意圖：腫瘤位置(黑色)和微傳感器注射點(紅色)的腹側(A)和側視圖(B)，隨著腫瘤生長而移動

表1：荷瘤(NMU)和健康(CON)大鼠最后實驗周的尿液pH值。數據表示為平均值±標準差或范圍值。

3、結論

使用微創、精確的PH值微型傳感器進行PH值監測被用于許多實驗設計，包括體內腫瘤組織和低尿量的PH值測量。手動微操作器的應用具有微米級的讀數精度，能夠安全地將微傳感器插入組織中并進行精確定位。然而，在數周內對生長中的腫瘤組織進行體內pH監測時，很難確定空間定義的測量區域。希望能通過更精確的方案在未來評估腫瘤形成的pH變化。

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