一种实时_灵敏检测细胞功能活动的仪器_微生理记录仪.pdfVIP

生理科学进展 200 1 年第 32 卷第 3 期 ·243 · 一种实时、灵敏检测细胞功能活动的 仪器 ———微生理记录仪 △ ( ) 陈紫薇 　杨 　奎 　王 　韵 　韩济生 北京大学神经科学研究所 ,北京 100083 ( ) 摘要 　微生理记录仪 microp hysiometer 能够快速 、实时、连续 、灵敏地检测生理状态下完整细胞胞 外环境的酸度变化 ,借以反映细胞的功能活动 。现已广泛应用于药理学 、毒理学 、胞内信息传递等 多个领域 ,本文仅就其基本原理及其在生命研究中的应用做一简要综述 。 关键词 　微生理记录仪 ; 胞外酸度变化速率 学科分类号 　Q25 ( ) 　　微生理记录仪 microp hysiometer 是 20 世纪 80 副产物 , 可 以引起胞外环境 的酸度发生 10 % ～ 年代末发展起来的一种检测生理状态下细胞胞外微 100 %的变化 ,这一变化足以被微生理记录仪检测 量酸度变化的记录仪 ,可快速 、实时、连续地检测细 出[ 1 ] 。 ( 胞外环境的酸度变化速率 ext racellular acidification 微生理记录仪整个系统由三部分组成 :管道冲 rate , ECA R) ,借 以反映生理状态下细胞的功能活 洗系统 、检测系统和记录系统 ,其中检测系统的具体 动 。 工作原理与 p H 计相仿 ,主要依靠 lightaddressable 细胞的功能变化与代谢活动密切相关 。生理状 potentiometer sensor (LA PS) 精确检测胞外环境 的 态下 ,细胞的有氧呼吸和无氧酵解过程均会产生 p H 变化 , 其灵敏度在 0 . 0005 ～0 . 00 1 p H 单位之 CO2 和乳酸等酸性代谢副产物 ,它们以游离形式存 间[2 ] 。LA PS 实质上是表面覆有一层绝缘材料的芯 在并可经被动转运排至胞外 ,酸化胞外环境 。体外 片 ,绝缘表面与细胞所处的液体环境相接触 ,用以隔 培养的细胞以无氧糖酵解为主要代谢形式 ,一般在 绝芯片两侧的电流 ,避免细胞受到电流的冲击 。绝 稳定状态下每个细胞每秒可产生 108 个 H + 。当细 缘层的主要成分是氮化硅 ,其表面以 SiOH 基团为 胞受到外界刺激时 ,通过胞内信号转导通路 ,将胞外 主 ,还有少量的 SiN H2 基团。前者在 H + 的中和作 刺激与胞内效应系统联系起来 。通常情况下 ,一种 用下以带 反应的产物又可作为另一反应的底物 ,依此级联式 的反应将信号不断放大 、增强 , 以使胞外信号能够有