【摘要】：眾所周知細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體以及生命活動(dòng)的基本單位，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行研究是認(rèn)識(shí)生命科學(xué)之前提。細(xì)胞的新陳代謝、光合作用、信息傳遞和物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)榷寂c細(xì)胞荷電粒子或者電活性粒子的傳遞息息相關(guān)。眾多的生理活動(dòng)都伴隨著定向的電荷傳遞、傳導(dǎo)或轉(zhuǎn)移，所以電化學(xué)反應(yīng)為細(xì)胞基本的生命活動(dòng)基礎(chǔ)，電化學(xué)是研究細(xì)胞最為有效的研究生命活動(dòng)的方法之一。由于生物組織中各種化學(xué)成分的分布具有很大程度上的不均一性，細(xì)胞與細(xì)胞間也存在著明顯的差異，所以群體細(xì)胞分析的結(jié)果往往是不準(zhǔn)確的，而單細(xì)胞分析在疾病的早期診斷和治療、藥物設(shè)計(jì)和藥物副作用的控制等方面有著重要的作用。

通過微加工技術(shù)制備的薄膜ITO微電極具有良好的透明性、高電導(dǎo)性、寬電化學(xué)工作窗口、低成本等優(yōu)點(diǎn)。基于其透明性可以與熒光、化學(xué)發(fā)光等方法相結(jié)合，因此近年來被廣泛的應(yīng)用于細(xì)胞研究。 本論文是以SH-SY5Y細(xì)胞作為研究對(duì)象，以實(shí)驗(yàn)室自制的薄膜ITO微電極作為研究細(xì)胞的平臺(tái)，用安培監(jiān)測(cè)SH-SY5Y單細(xì)胞的胞吐，并用阻抗的方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞在電極上的生長狀態(tài)。 本論一共文分為三章。

第一章、緒論 本章首先介紹了細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。其次介紹了電化學(xué)分析單細(xì)胞胞吐及電阻抗分析細(xì)胞。重點(diǎn)介紹了胞吐原理，胞吐監(jiān)測(cè)使用的電化學(xué)技術(shù)，胞吐監(jiān)測(cè)所使用的電極，單細(xì)胞分析的意義，阻抗法監(jiān)測(cè)細(xì)胞原理。在此基礎(chǔ)上提出本論文研究目的以及意義。

第二章、微電極監(jiān)測(cè)SH-SY5Y單細(xì)胞胞吐 胞吐釋放特定化學(xué)物質(zhì)的細(xì)胞間通訊在生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)例如去甲腎上腺素、多巴胺和腎上腺素是一類具有電化學(xué)活性的神經(jīng)遞質(zhì)，在電極表面易被氧化從而可以用安培法監(jiān)測(cè)。通過紫外光刻方法制備的薄膜ITO微孔電極有很高的靈敏度，與傳統(tǒng)碳纖維微電極一樣都滿足研究單細(xì)胞胞吐實(shí)驗(yàn)的要求。與碳纖維微電極相比使用薄膜ITO微電極監(jiān)測(cè)胞吐實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)單。本實(shí)驗(yàn)研究了不同形態(tài)SH-SY5Y細(xì)胞胞吐，與球形細(xì)胞相比梭形細(xì)胞具有更好的胞吐活性。將碳纖維微電極與薄膜ITO微電極同時(shí)進(jìn)行胞吐監(jiān)測(cè)，薄膜ITO微電極能監(jiān)測(cè)到的胞吐次數(shù)更多。采用不同刺激劑對(duì)SH-SY5Y細(xì)胞進(jìn)行刺激，發(fā)現(xiàn)胞吐響應(yīng)時(shí)間存在著一定的差異。

第三章、基于薄膜ITO微電極電化學(xué)阻抗法監(jiān)測(cè)SH-SY5Y細(xì)胞狀態(tài) 對(duì)于大多數(shù)細(xì)胞來說細(xì)胞粘附是細(xì)胞生長的最重要的初始步驟，本章基于薄膜ITO導(dǎo)電玻璃性成本低、透明性及性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，采用紫外光刻方法構(gòu)建了一種薄膜ITO微電極陣列，并用電化學(xué)阻抗法實(shí)時(shí)無標(biāo)記監(jiān)測(cè)SH-SY5Y細(xì)胞的生長狀態(tài)。從細(xì)胞指數(shù)(CI)曲線可以看出，自細(xì)胞懸浮液加入后不同時(shí)間段內(nèi)CI值有著不同程度的上升，當(dāng)抗癌藥物三氧化二砷(As203)的濃度增加至40μmol/L時(shí)，1h細(xì)胞指數(shù)值明顯的下降，同時(shí)加藥后一段時(shí)間內(nèi)在倒置顯微鏡下也觀察到細(xì)胞的形態(tài)也發(fā)生了顯著的變化，說明CI值的變化與顯微照片中細(xì)胞形態(tài)變化具有很好的一致性，但CI值能在藥物作用的早期監(jiān)測(cè)細(xì)胞狀態(tài)變化。該實(shí)驗(yàn)表明我們自制的薄膜ITO微電極陣列可以用來實(shí)時(shí)無標(biāo)記的監(jiān)測(cè)SH-SY5Y細(xì)胞的生長狀態(tài)，也為今后藥物篩選及細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究提供了良好平臺(tái)。