尺寸可控超微盘电极的制作及其在囊泡释放与融合动力学研究中的应用

论文摘要

细胞的分泌在机体生命过程中起着重要功能,电化学方法是检测细胞分泌的一种非常好的方法,但常规碳纤维微电极在检测中存在空间分辨率不够高而导致信号失真的缺点,即由于递质释放位点到电极之间的距离差异导致部分电流信号是受扩散控制而不能反映真实的囊泡融合动力学信息。为了提高碳纤维电极电化学实时监控细胞分泌活动的时空分辨率,我们研究制作了尺寸可控的超微米碳纤维盘电极。我们使用了一种改进的电化学腐蚀法将常规微碳纤丝（直径大约7μm）可控地腐蚀至亚微米或纳米尺寸,随后使用了一种抛光绝缘的方法使电极表面完全绝缘,并应用一种巧妙的切割方法将绝缘电极切割成纳米盘电极。通过扫描电镜形貌观察表征了电极几何尺寸和表面紧密的绝缘情况,同时表明切割盘面干净光滑没有明显的起伏,制作的尺寸可控的亚微米/纳米盘电极也显示具有理想的稳态伏安行为及满足要求的可逆性。随后,我们将亚微米电极用于线虫神经元5-HT分泌的的检测,结果表明,相对与常规微米电极,亚微米电极具有更高的信噪比,甚至可以检测到小至3000个可氧化递质分子的分泌;我们的结果还显示UNC-31在线虫神经元SSV的docking中起重要作用,UNC-13在fusion中起作用。同时我们将纳米盘电极用于PC12细胞分泌融合动力学的研究,结果表明纳米盘电极避免了常规微米电极技术的固有缺陷,即分泌过程中递质扩散的污染问题。我们使用统计学的方法筛选出了反映最真实融合动力学信息的完整分泌事件。尺寸可控的亚微米/纳米盘电极具有低噪声,高灵敏度,高时空分辨率的特点,特别适合应用于微小组织分泌的检测和囊泡融合动力学的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 碳纤维微电极电化学检测方法及应用的研究进展
• 1.1 前言
• 1.2 分泌检测方法的发展
• 1.3 碳纤电化学检测的应用与发展
• 1.4 本研究的内容，目的，意义
• 2 尺寸可控的超微电极的制作
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.3 结果
• 2.4 讨论
• 3 超微电极用于囊泡释放的研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 4 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录