研究背景及結(jié)論：囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)是最常見的一種常染色體隱性遺傳病，其病因是囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子的基因突變導(dǎo)致大量黏液阻塞全身外分泌腺，臨床表現(xiàn)為慢性阻塞性肺疾病、胰腺功能不全及汗腺受累所致的汗液鈉、氯異常增高等。銅綠假單胞菌風(fēng)是引起廣泛急性和慢性感染的機(jī)會致病菌。研究表明，感染的局部往往有顯著的炎癥反應(yīng)，尤其是大量的中性粒細(xì)胞在發(fā)病部位聚集。

研究人員主要就慢性假單胞菌肺感染的囊性纖維化患者的痰液中的氧化亞氮進(jìn)行相關(guān)測試，研究不同患者痰液中的氧化亞氮的濃度來探索這類患者產(chǎn)生疾病的原因，從而為治愈和預(yù)防這類疾病提供新的策略。

微電極的具體使用過程介紹:應(yīng)用unisense微剖面分析系統(tǒng)對CF患者的痰液中的O2和N2O進(jìn)行了原位的測試，測試數(shù)據(jù)表明慢性銅綠假單胞菌感染患者的痰標(biāo)本由離痰表面約3mm以下的上含氧區(qū)和下缺氧區(qū)組成。細(xì)菌常數(shù)的一氧化二氮主要是局限于低氧區(qū)，一氧化二氮的最大平均濃度為41.8μm。無感染的囊性纖維化患者的對照痰標(biāo)本中N2O明顯減少。

N2O是反硝化途徑中的一個中間體，數(shù)據(jù)表明，銅綠假單胞菌具有較強(qiáng)的反硝化能力，當(dāng)沒有O2時，是可以通過反硝化作用獲得生長所需的能量。用Unisense微電極傳感器獲得高空間分辨率的O2和N2O濃度梯度，可以探索痰液中的微環(huán)境，首次在感染囊性纖維化患者的臨床樣本中證實(shí)了N2O的產(chǎn)生。

應(yīng)用微電極測試痰液中的氧氣和氧化亞氮的化學(xué)濃度梯度分布情況。圖a表示的是應(yīng)用微電極插入囊性纖維化綠膿桿菌肺部感染患者的痰液樣本測試示意圖。圖b表示是痰液中氧氣和氧化亞氮濃度的分布剖面圖。圖c表示的是介紹了在CF患者痰液中涉及的多形核白細(xì)胞（PMN）和生物膜產(chǎn)生反硝化過程的示意圖。

CF患者痰液樣本中不同時間段內(nèi)的氧化亞氮和氧氣的濃度剖面分析圖