SMOT扫描微光极技术简介

准确测量细胞或组织中氧的转运对理解其在生理、病理和(或)胁迫条件下的时空动力学新陈代谢非常关键。许多技术被应用于在各种条件下植物中氧的转运,如呼吸运动计量法( Lamboursain et al.2002)、被大量应用于此目的,在微孔滴定台中采用荧光强度测试的微分析法(O'Riordan et al. 2000年),极谱微电极法可在微观和宏观环境下直接测量氧浓度(Verslues et al. 1998),一种被称为自参比的技术被开发出来,其可提高测试信噪比和校准飘移(Kuhtreiber and Jaffe 1990),自参比技术是扫描振动探针技术SVET的 延伸,后者主要用于非损伤检测细胞和组织外部小到10nAcm-2s-1的生物电流(Jaffe and Nuccitelli 1974.),自参比技术基于运用一个符合 Fick 第一扩散定律的浓度传感器,通过相敏检测方法调制一个静态浓度传感器用于实时生物物理流量的非损伤测量(Porterfield 2007),单个传感器记录各个位置的浓度,采用相敏检测实时过滤掉与生物实时转运无关的信号。 SPET自参比极谱电极技术已被用于测试单细胞氧流量的呼吸作用(老鼠胚胎和卵细胞、培养的海蜗牛神经元、Grevilleana 水绵)、胰腺β细胞,洋橄榄树叶和根、葡萄跟和癌肿瘤球体)。

SMOT (基于荧光寿命的)自参比扫描微光极技术是近年来开发的一种生命科学领域实时、动态测试氧流量及流向和浓度的一种技术(其他种类的离子或分子传感器正在研究中),与扫描极谱电极技术 SPET相比有很多优势:

1、光极尖端无氧消耗

2、响应时间快

3、不需要参比电极

4、很高的重复性和极好的选择性

5、信号噪音和漂移小

6、消除了与光致褪色相关的校准移动

7、不受内在电场的干扰

由于具有以上优点,SMOT扫描微光极技术代表了细胞和组织生理学下一代基于相敏检测的生物物理流量传感器检测技术。

文献记载的SMOT微电极尖端的直径为5-20μm

SMOT 主要由 RP-1研究平台、PSD-2相敏检测放大器或锁相放大器,频域荧光寿命测试仪和微光极组成,其测试原理基于 Fick 第一扩散定律:

等式中氧浓度的变化△C基于相角¢的测量,JO2 为氧流量(pmol cm-2 s-1 ), D为氧的扩散系数,¢1为电极近端所测相角,¢2为电极远端所测相角,m 为校准曲线的线性斜率。

SMOT 软件界面:

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