扫描电化学显微镜单细胞分析.ppt

* * 扫描电化学显微镜单细胞分析 报告人：李璐 扫描电化学显微镜单细胞分析 扫描电化学显微镜单细胞分析——用扫描电化学显微镜检测单个细胞的电化学活性，揭示生命的最基本的活性单元－细胞的生理现象。 目前已经成为扫描电化学显微镜应用的重要领域。 研究成果 外加刺激后细胞释放和胞吐行为 氧化还原反应活性及氧化还原物质在细胞膜上穿透行为 不同细胞与不同中介体之间的跨膜电荷转移反应。 单细胞的形貌 研究对象 单细胞 检测水平 微米 亚微米水平或纳米水平 研究植物细胞形貌、光合作用 Application of scanning electrochemical microscopy to biological samples C.Lee, J. Kwak , and A.J. Bard 首次利用反馈模式作出了草和Ligustrum sinensis叶子表面的形貌图，用收集模式测定了Elodea叶片上的光合作用产生的氧气，得到了气孔释放氧气的分布图。 Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 87, pp. 1740-1743, March 1990 Chemistry 图A SECM探头逼近基底示意图 W为探头，R为参比电极,C为辅助电极 图B A中探头逼近绝缘基底区域的放大 图C 探头离基底越近，物质向探头扩散越少 elodea叶上表面扫描图像 光照，10 mM KCI 溶液，高浓度C02 Photosynthetic electron transport in single guard cells as measured by scanning electrochemical microscopy Michael Tsionsky, Zoe G. Cardon, Allen J. Bard, and Robert B. Jackson 采用SECM（直径为7 um的碳纤维作为探头）较系统的研究了Tradescantia fluminensis 草上单个保卫细胞的图像（分辨率在um或亚um级）和光合作用中的电子转移过程，以及受外界刺激的响应。 Plant Physiol. (1997) 113：895-901 实时研究植物叶细胞的扫描电化学显微镜装置图 在光照下绿叶区中三个气孔释放氧气的SECM图像 在光照下白叶区中单个气孔的SECM图像 x,y坐标代表位置，z坐标代表通过反馈模式得到的探头电流 由图可以看出绿叶区的氧气释放量远远大于白叶区 检测单个藻类原生质体呼吸和光合作用过程，采用的中介体包括氧气和苯醌等。通过监控光合作用中苯醌的还原或氢醌的氧化，定量的研究此类植物细胞光合作用的活性。 Microamperometric Measurements of Photosynthetic Activity in a Single Algal Protoplast Tomoyuki Yasukawa,* Isamu Uchida,* and Tomokazu Matsue* Biophysical Journal Volume 76 February 1999 1129–1135 探头是7.7um碳电极，距细胞表面1um，对于苯醌所加电位－0.2V，对于氢醌所加电位0.8V（vs .Ag/AgCl) 光照（25 klx）下苯醌还原电流的变化 光照（25 klx）下氢醌氧化电流的变化（b) 将进行荧光标记的癌细胞与未标记的正常细胞混合，并利用SECM同透射显微镜和荧光显微镜相结合进行细胞的分辨。同时检测了在SECM探头上产生的还原型/氧化型介质进入细胞并在其内部被氧化和还原形成正反馈的过程，这个过程随氧化还原介质的种类、浓度及细胞的种类而变化。并提出了利用细胞的氧化还原活性区分正常细胞和癌细胞的新方法。 Scanning Electrochemical Microscopy of Living Cells. 5. Imaging of Fields of Normal and Metastatic Human Breast Cells Wenju Feng, Susan A. Rotenberg, and Michael V. Mirkin* 人类正常和肿瘤乳腺细胞的成像和氧化还原活性研究 Anal. Chem. 2003, 75, 4148-4154 MDA-MB-231和MCF-10A细胞混合区域中的透射显微图A，荧光显微图B，SECM图C 探头半径5.5um，碳电极，中介体为浓度120umol/L的TMPD MDA-MB-231和MCF-10A细胞混合