【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、信息傳遞和物質的跨膜運輸等都與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。兒茶酚胺類神經遞質例如去甲腎上腺素、多巴胺和腎上腺素是一類具有電化學活性的神經遞質，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)測到的胞吐次數更多。采用不同刺激劑對SH-SY5Y細胞進行刺激，發(fā)現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(CI)曲線可以看出，自細胞懸浮液加入后不同時間段內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細胞指數值明顯的下降，同時加藥后一段時間內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。