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

通過微加工技術制備的薄膜ITO微電極具有良好的透明性、高電導性、寬電化學工作窗口、低成本等優(yōu)點?；谄渫该餍钥梢耘c熒光、化學發(fā)光等方法相結合，因此近年來被廣泛的應用于細胞研究。 本論文是以SH-SY5Y細胞作為研究對象，以實驗室自制的薄膜ITO微電極作為研究細胞的平臺，用安培監(jiān)測SH-SY5Y單細胞的胞吐，并用阻抗的方法實時監(jiān)測細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 本章首先介紹了細胞是生命活動的基本單位。其次介紹了電化學分析單細胞胞吐及電阻抗分析細胞。重點介紹了胞吐原理，胞吐監(jiān)測使用的電化學技術，胞吐監(jiān)測所使用的電極，單細胞分析的意義，阻抗法監(jiān)測細胞原理。在此基礎上提出本論文研究目的以及意義。

第二章、微電極監(jiān)測SH-SY5Y單細胞胞吐 胞吐釋放特定化學物質(zhì)的細胞間通訊在生物學過程中發(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。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胞胞吐實驗的要求。與碳纖維微電極相比使用薄膜ITO微電極監(jiān)測胞吐實驗操作更加簡單。本實驗研究了不同形態(tài)SH-SY5Y細胞胞吐，與球形細胞相比梭形細胞具有更好的胞吐活性。將碳纖維微電極與薄膜ITO微電極同時進行胞吐監(jiān)測，薄膜ITO微電極能監(jiān)測到的胞吐次數(shù)更多。采用不同刺激劑對SH-SY5Y細胞進行刺激，發(fā)現(xiàn)胞吐響應時間存在著一定的差異。

第三章、基于薄膜ITO微電極電化學阻抗法監(jiān)測SH-SY5Y細胞狀態(tài) 對于大多數(shù)細胞來說細胞粘附是細胞生長的最重要的初始步驟，本章基于薄膜ITO導電玻璃性成本低、透明性及性能穩(wěn)定的特點，采用紫外光刻方法構建了一種薄膜ITO微電極陣列，并用電化學阻抗法實時無標記監(jiān)測SH-SY5Y細胞的生長狀態(tài)。從細胞指數(shù)(CI)曲線可以看出，自細胞懸浮液加入后不同時間段內(nèi)CI值有著不同程度的上升，當抗癌藥物三氧化二砷(As203)的濃度增加至40μmol/L時，1h細胞指數(shù)值明顯的下降，同時加藥后一段時間內(nèi)在倒置顯微鏡下也觀察到細胞的形態(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)測細胞狀態(tài)變化。該實驗表明我們自制的薄膜ITO微電極陣列可以用來實時無標記的監(jiān)測SH-SY5Y細胞的生長狀態(tài)，也為今后藥物篩選及細胞動力學研究提供了良好平臺。