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走査型電気化学顕微鏡技術:細胞分析における酸化還元系の応用研究
KANG Chun-yu
,
DU Yu-ying
,
LU Li-ping
,
DOI:
10.12452/j.fxcsxb.25061002
摘要
走査型電気化学顕微鏡(SECM)は重要な電気化学的評価技術であり、その原理は超微小電極(UME)が基板近傍の溶液中での電流応答を測定し、試料表面の情報を取得することにあります。超微小電極の三次元サイズはナノメートル級(数ナノメートル)からマイクロメートル級(25マイクロメートル)までです。超微小電極が基板表面に近づくと、その電気化学反応により基板の物理化学的特性に関する重要な情報が得られます。これには表面形態、電気化学活性および反応動力学などのパラメータが含まれますが、それらに限定されません。本稿では、細胞分析に応用されるSECMの酸化還元系について体系的にレビューしました。酸化還元対の理化学的性質および細胞との相互作用機構に注目し、媒質を分子構造に基づいて鉄系(例えばフェロセンカルボン酸、フェロシアニド)、ルテニウム系(例えばヘキサアミンルテニウム)、その他金属類(例えばコバルト錯体、ヘキサクロロイリデート)、キノン類(例えばベンゾキノン、メチルナフトキノン)、アミン/フェノール類(例えばパラアミノフェノール)、その他(例えばジチオケトン)に分類しました。各物質の親水性/親脂性、膜透過能力、酸化還元電位などの重要な特性をまとめ、それらの細胞検出における特徴を分析しました。親水性媒質(例えばフェロセンカルボン酸、ヘキサアミンルテニウム)は細胞膜を透過できず、主に細胞形態イメージングおよび膜の完全性評価に用いられます。疎水性媒質(例えばフェロセンメタノール、ベンゾキノン)は膜を透過して細胞内の酸化還元状態、代謝活性および酵素触媒反応のモニタリングに適しています。一部の媒質は併用戦略(例えばフェロシアニドとメチルナフトキノン)により信号増幅を実現できます。本稿は系の選択と具体的な応用を総括し、SECM技術の細胞生物学、毒性学および疾病機構研究への参考と指針を提供することを目的としています。
关键词
走査型電気化学顕微鏡;酸化還元系;酸化還元媒質;細胞イメージング;単一細胞解析
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