扫描电化学显微术检测试剂刺激细胞引起细胞呼吸活性及酶活性的变化

论文摘要

第一章研究了Br-,CN-及N3-三种试剂对单个细胞呼吸活性的抑制情况。在测定细胞呼吸活性时,将SECM探头的电位恒定于O2发生还原反应的电位,此时测得的峰电流一部分是由细胞呼吸所消耗掉的O2引起的,另一部分是由贴壁细胞的突起造成的负反馈引起的,我们在测定过程中扣除了细胞突起引起的负反馈电流。通过测定试剂刺激细胞不同时间时细胞的呼吸活性研究了试剂对细胞呼吸活性的抑制情况。 第二章研究了Br-,CN-及N3-三种试剂对单个活细胞中髓过氧化物酶（MPO）的抑制情况,用SECM测定了单个活细胞中的MPO。在测定细胞内MPO时先用SECM的收集模式确定了测定MPO的最佳条件。又利用毛地黄皂苷（Dig）能溶解细胞膜上的胆固醇的性质,在细胞膜上产生微孔。此时细胞内的大分子（如酶）仍然被禁锢在细胞内部,而小分子物质（如酶的底物和产物）则可以进出细胞。经过Dig处理后的细胞仍能存活。这样既保证细胞形态上的完整性,又能用SECM来测定细胞内的MPO。当溶液中加入MPO的底物（H2Q和H2O2）后,它们可以扩散到细胞内,并在细胞内MPO的催化下发生反应生成BQ和水,生成的BQ和水扩散到细胞外。当SECM探头的电位恒定于BQ发生还原反应的电位时,用SECM就可以测得细胞周围BQ的还原电流。当加入抑制MPO活性的试剂时,MPO活性下降。通过测定试剂刺激细胞不同时间时MPO的活性,研究了试剂对MPO活性的抑制情况。 第三章采用亚微米半径金电极测定了单个活性内的MPO。用苯酚与2-烯丙基苯酚电聚合法制备了用于SECM的金亚微米电极。比较了半径为5μm,680nm,432nm的金电极扫描细胞内MPO活性的扫描曲线发现:随着探头半径的减小,扫描曲线的峰电流降低,峰宽变窄。当探头半径降至432nm时,扫描曲线的峰电流降至5pA。考虑到仪器噪音为1pA,所以再减小探头的半径测定细胞内的MPO是不可能的,即用纳米电极测定细胞内的MPO是不可行的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一章 扫描电化学显微镜（SECM）研究试剂对单个中性粒细胞呼吸活性的影响
• 1.1 引言
• 1.2 实验部分
• 1.2.1 实验仪器
• 1.2.2 材料与试剂
• 1.2.3 实验方法
• 1.2.3.1 实验装置
• 1.2.3.2 工作电极的处理
• 1.2.3.3 中性粒细胞的提取
• 1.2.3.4 细胞的固定
• 1.2.3.5 记录SECM探头渐进曲线和SECM扫描曲线方法
• 1.3 结果和讨论
• 2在铂电极上的循环伏安响应'>1.3.1 O₂在铂电极上的循环伏安响应
• 1.3.2 固定细胞突起部分引起的负反馈电流
• 1.3.3 细胞呼吸活性随时间的变化
• 1.3.4 试剂对细胞呼吸活性的影响
• 1.4 参考文献
• 第二章 扫描电化学显微镜（SECM）研究试剂对单个中性粒细胞内髓过氧化物酶活性的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 材料与试剂
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 实验装置
• 2.2.3.2 工作电极的处理
• 2.2.3.3 中性粒细胞的提取
• 2.2.3.4 细胞的固定及穿孔
• 2.2.3.5 伏安法
• 2.2.3.6 记录SECM探头渐进曲线和SECM扫描曲线方法
• 2.3 结果和讨论
• 2Q和BQ在Au电极上的循环伏安响应'>2.3.1 H₂Q和BQ在Au电极上的循环伏安响应
• 2.3.2 SECM检测细胞内PO的最佳条件
• 2Q与H₂O₂的浓度'>2.3.2.1 H₂Q与H₂O₂的浓度
• 2.3.2.2 探头与基底的距离
• 2.3.2.3 Dig浓度与穿孔时间
• 2.3.3 Dig穿孔后细胞内MPO活性的研究
• 2.3.4 试剂对单个细胞内MPO活性的影响
• 2.4 参考文献
• 第三章 扫描电化学显微镜亚微米半径电极测定单细胞内的MPO
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 材料与试剂
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 亚微米半径电极的制作
• 3.2.3.2 循环伏安法及电极半径的测定
• 3Fe（CN）₆溶液中的渐进曲线'>3.2.3.3 SECM探头在K₃Fe（CN）₆溶液中的渐进曲线
• 3.2.3.4 细胞的提取
• 3.2.3.5 细胞的固定及穿孔
• 3.2.3.6 记录SECM探头渐进曲线和SECM扫描曲线方法
• 3.3 结果与讨论
• 3Fe（CN）₆溶液中的循环伏安曲线'>3.3.1 电聚合绝缘的金亚微米半径电极在K₃Fe（CN）₆溶液中的循环伏安曲线
• 3.3.2 金亚微米半径电极向基底逼近的SECM探头逼近曲线
• 3.3.3 金亚微米半径电极与微米半径电极在测定单个中性粒细胞中的比较
• 3.4 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢