【摘要】：众所周知细胞是构成有机体以及生命活动的基本单位，对细胞进行研究是认识生命科学之前提。细胞的新陈代谢、光合作用、信息传递和物质的跨膜运输等都与细胞荷电粒子或者电活性粒子的传递息息相关。众多的生理活动都伴随着定向的电荷传递、传导或转移，所以电化学反应为细胞基本的生命活动基础，电化学是研究细胞最为有效的研究生命活动的方法之一。由于生物组织中各种化学成分的分布具有很大程度上的不均一性，细胞与细胞间也存在着明显的差异，所以群体细胞分析的结果往往是不准确的，而单细胞分析在疾病的早期诊断和治疗、药物设计和药物副作用的控制等方面有着重要的作用。


通过微加工技术制备的薄膜ITO微电极具有良好的透明性、高电导性、宽电化学工作窗口、低成本等优点。基于其透明性可以与荧光、化学发光等方法相结合，因此近年来被广泛的应用于细胞研究。 本论文是以SH-SY5Y细胞作为研究对象，以实验室自制的薄膜ITO微电极作为研究细胞的平台，用安培监测SH-SY5Y单细胞的胞吐，并用阻抗的方法实时监测细胞在电极上的生长状态。 本论一共文分为三章。


第一章、绪论 本章首先介绍了细胞是生命活动的基本单位。其次介绍了电化学分析单细胞胞吐及电阻抗分析细胞。重点介绍了胞吐原理，胞吐监测使用的电化学技术，胞吐监测所使用的电极，单细胞分析的意义，阻抗法监测细胞原理。在此基础上提出本论文研究目的以及意义。


第二章、微电极监测SH-SY5Y单细胞胞吐 胞吐释放特定化学物质的细胞间通讯在生物学过程中发挥着重要的作用。儿茶酚胺类神经递质例如去甲肾上腺素、多巴胺和肾上腺素是一类具有电化学活性的神经递质，在电极表面易被氧化从而可以用安培法监测。通过紫外光刻方法制备的薄膜ITO微孔电极有很高的灵敏度，与传统碳纤维微电极一样都满足研究单细胞胞吐实验的要求。与碳纤维微电极相比使用薄膜ITO微电极监测胞吐实验操作更加简单。本实验研究了不同形态SH-SY5Y细胞胞吐，与球形细胞相比梭形细胞具有更好的胞吐活性。将碳纤维微电极与薄膜ITO微电极同时进行胞吐监测，薄膜ITO微电极能监测到的胞吐次数更多。采用不同刺激剂对SH-SY5Y细胞进行刺激，发现胞吐响应时间存在着一定的差异。


第三章、基于薄膜ITO微电极电化学阻抗法监测SH-SY5Y细胞状态 对于大多数细胞来说细胞粘附是细胞生长的最重要的初始步骤，本章基于薄膜ITO导电玻璃性成本低、透明性及性能稳定的特点，采用紫外光刻方法构建了一种薄膜ITO微电极阵列，并用电化学阻抗法实时无标记监测SH-SY5Y细胞的生长状态。从细胞指数(CI)曲线可以看出，自细胞悬浮液加入后不同时间段内CI值有着不同程度的上升，当抗癌药物三氧化二砷(As203)的浓度增加至40μmol/L时，1h细胞指数值明显的下降，同时加药后一段时间内在倒置显微镜下也观察到细胞的形态也发生了显著的变化，说明CI值的变化与显微照片中细胞形态变化具有很好的一致性，但CI值能在药物作用的早期监测细胞状态变化。该实验表明我们自制的薄膜ITO微电极阵列可以用来实时无标记的监测SH-SY5Y细胞的生长状态，也为今后药物筛选及细胞动力学研究提供了良好平台。