全自动无干扰的单黏附细胞电化学分析平台的建立

构建一个全自动、对细胞活性无干扰的单黏附细胞分析平台是将单黏附细胞分析应用到临床检测的关键。本项目是基于目前利用微电极技术检测单黏附细胞外泄物的研究基础，采用微加工技术自动控制单黏附细胞和电极之间的距离；微流体技术使单细胞自动依次接受药物刺激；并用多通道电化学检测技术实现单细胞在其生长界面上的无干扰、自动化和快速分析。该平台无需在显微镜下搭建复杂的电化学检测体系，可单独或组合测量单细胞排放出来的具有电化学活性和非电化学活性的物质，分析速度从目前的10个细胞/天提高到288个细胞/天。通过对多种单细胞外泄物快速并详尽的研究，可了解细胞内这些小分子的流动路线以及相关的蛋白活性，进而更加深入地了解疾病的细胞和分子的机理，为开发治疗疾病的药物提供有力的帮助。

在青年基金的支持下，本项目按照计划，完成项目任务，取得了一系列的研究结果，以通讯作者身份发表4篇 Anal Chem, 1篇Anal Biochem。具体研究结果包括：.1. 构建纳米环状电极进行单细胞检测。目前单细胞电化学检测多采用电极接触细胞进行；由于单细胞内物质量少，需要高灵敏的电极表面进行检测；而构建这种界面所需要的化学修饰大多不具有生物兼容性，因此会对细胞活性产生影响。因此这种矛盾限制了单细胞电化学的发展。根据项目设计，利用微加工方法构建纳米环状电极，细胞生长在环中心的玻璃表面，而环状电极可以进行各种化学修饰，进行电化学分析。结果表明，这种电极可以有效的对细胞内的细胞质进行分析。研究结果发表在Anal Chem上； .2. 构建电位区分的电致化学发光平台进行细胞表面双抗原的联合检测。利用不同探针的电致化学发光电压区间不同的特征，将两种细胞抗体分别标记上不同的电致化学发光探针，并连接到癌症细胞表面。研究结果表明，该方法可以对细胞表面两种抗原进行有效检测，进而可利用这两种抗原对不同的癌症细胞进行区分。研究结果发表在Anal Chem上；.3. 构建快速单细胞电致化学发光平台对单细胞表面胆固醇进行该检测。通过构建微洞电极阵列，利用胆固醇氧化酶与细胞表面胆固醇发生反应，产生双氧水和电致化学发光现象，成功实现了对单细胞的序列检测，检测速度达到1cell/3秒。研究结果发表在Anal Chem上。.本项目成功实现了对单细胞表面和内部分子的快速检测，扩展了电致化学发光技术在单细胞研究上的应用，达到了预期目的。