微電極法微電極是指電極尖端長(zhǎng)為幾微米至幾百微米且直徑在0.25～5.00μm范圍內(nèi)的電極，但用于細(xì)胞外測(cè)定時(shí)，尖端直徑為幾百微米者也可叫作微電極。微電極法測(cè)量pH值是通過將微電極直接刺入待檢測(cè)組織或細(xì)胞中進(jìn)行pH值的測(cè)量。

原理

pH敏感型玻璃微電極主要由玻璃微吸管、微參比電極和pH值敏感電極（內(nèi)含氫離子交換劑）組成。微參比電極與氫離子交換電極共同構(gòu)成測(cè)量電池。用于細(xì)胞內(nèi)、外pH值測(cè)定的微參比電極尖端直徑分別為1～3μm、50～100μm。測(cè)定細(xì)胞內(nèi)pH值時(shí)，將微電極插入待測(cè)細(xì)胞內(nèi)，然后讀取兩電極間的電位差數(shù)值，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算后即可得出所測(cè)pH值。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)①測(cè)量精確度較高，可精確到0.02～0.05個(gè)pH單位，并且校準(zhǔn)比較簡(jiǎn)單。②時(shí)間分辨力高，既可反映pH的瞬時(shí)變化，又可持續(xù)監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)pH值變化。③可同時(shí)記錄細(xì)胞膜電位的改變，提供細(xì)胞功能的其他信息。④微電極體積較小，較適合實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)使用。

缺點(diǎn)①具有有創(chuàng)性。微電極必須插入組織或細(xì)胞中才能實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞外液或細(xì)胞內(nèi)液中pH值的測(cè)量，必然造成組織或細(xì)胞的損傷，限制了其臨床應(yīng)用。②測(cè)量誤差來(lái)源多，穿刺時(shí)微電極易被堵塞導(dǎo)致細(xì)胞液無(wú)法與pH敏感電極充分接觸；穿刺損傷導(dǎo)致細(xì)胞液滲漏，細(xì)胞內(nèi)、外液混合導(dǎo)致pH值改變；灰塵、油污或細(xì)胞膜物質(zhì)等附著于微電極的活性表面導(dǎo)致pH敏感電極的敏感性降低。③重復(fù)使用率低。使用過程中氫離子交換劑不斷逸失，電極功能衰退較快，因此平均工作壽命短，在一次實(shí)驗(yàn)過程中往往需要使用數(shù)個(gè)電極［33］。④技術(shù)操作難度大。測(cè)量細(xì)胞內(nèi)pH值時(shí)必須保證微電極的活性表面僅與細(xì)胞內(nèi)部液體接觸，同時(shí)要避免受到細(xì)胞外液影響；操作時(shí)要借助顯微鏡進(jìn)行觀察，對(duì)操作者的操作水平也有較高的要求；受微電極尖端直徑的限制，待測(cè)細(xì)胞的胞徑也不能過小；由于操作復(fù)雜，所需時(shí)間較長(zhǎng)，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)多個(gè)位點(diǎn)的pH值測(cè)定。

研究進(jìn)展

微電極的發(fā)展主要依賴于其制作材料的發(fā)展，隨著制作材料的不斷改進(jìn)，諸如鈉、鉀、鈣離子敏感玻璃微電極等pH測(cè)量微電極以外的微電極也逐漸被開發(fā)出來(lái)，有的微電極同時(shí)整合了多種測(cè)量功能，大大方便了基礎(chǔ)和臨床研究，并拓展了其在生物學(xué)研究中的應(yīng)用。微電極為研究鈉、鉀、鈣等離子在細(xì)胞內(nèi)外的濃度及其與pH值的相互關(guān)系、細(xì)胞內(nèi)外離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制［34］等提供了有效手段。微電極的發(fā)展還衍生出了神經(jīng)細(xì)胞電生理技術(shù)［35］，為研究者在神經(jīng)細(xì)胞的研究提供了一大助力。目前，微電極的應(yīng)用多集中于實(shí)驗(yàn)室，在臨床方面的應(yīng)用有待發(fā)展。