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能量代谢研究最新突破:亚细胞水平ATP的在线监测!
2020-08-28 09:09:26


  细胞分析在化学、生物和临床领域越来越受到重视。目前已经开发了多种单细胞分析方法来监测细胞内物质含量(如蛋白质、酶和小分子)或监测单个细胞的物理性质(如形态和线粒体膜电位),如荧光,电化学,化学发光,以及电化学发光。其中,电化学方法,特别是微电极电化学方法因其简单,灵敏度高,时空分辨率高等优点已经成为十分重要的在亚细胞水平上的研究方法。


  ATP是主要的能量来源,在细胞过程中充当细胞外或细胞内的信号分子。细胞内的ATP是活的有机体生命活动的一个重要指标。 细胞外的ATP 能引起炎症并在促进抗肿瘤反应方面发挥重要的作用。因此,亚细胞水平监测ATP的波动对于研究细胞能量代谢和揭示分子水平上异质细胞特征具有重要意义。尽管许多化学探针或生物传感系统已被开发用于检测。人们仍然希望开发一种简单而有选择性的方法来检测亚细胞水平上的ATP波动以了解代谢途径和细胞生物学。


  近期,陕西师范大学化学与化工学院漆红兰教授团队在亚细胞水平用电化学方法连续监测ATP的波动方面取得了进展。

 

  其研究成果Electrochemical Nanoaptasensor for Continuous Monitoring of ATP Fluctuation at Subcellular Level”近期发表于分析化学领域权威期刊Analytical chemistry》。


  他们制备了一种简单、具有选择性的电化学纳米传感器,用于监测亚细胞水平ATP的波动。

金纳米电极(a)和检测ATP纳米传感器(b)的制备方案


  为了检测水溶液中的ATP,在10mM PBS (0.0018M NaH2PO4, 0.0082M Na2HPO4, and 0.1M KCl, pH 7.4)中采用微分脉冲伏安法(DPV)进行电化学监测。采用传统的三电极体系,包括金纳米电极或纳米传感器作为工作电极,铂丝作为对电极,Ag/AgCl(饱和KCl)作为参比电极。在0.25V左右,用增加的峰值电流(ΔI = Is − I0)ATP进行量化。



  纳米传感器在10mMPBS(pH7.4)、a到h、0、0.05、0.25、0.50、0.75、1.0、1.5和2.0mM中对不同浓度ATP的DPV响应。小图:ATP校准图。孵化期:2min。


  为了检测单细胞不同浓度的ATP,将纳米传感器插入单细胞不同区域(细胞核、细胞质、细胞外),借助单细胞分析仪孵育2min。用DPV技术直接在体内细胞内进行电化学测量。




   (A)将纳米传感器插入不同区域(a、细胞核;b、细胞质;c、细胞外)后,HeLa细胞的典型亮场图像)。 标尺:20μm(B)将纳米传感器插入HeLa细胞的5不同区域的当前反应。  (C) 方框图通过将纳米传感器插入到HeLa细胞的5不同区域总结的ATP的平均浓度。



本研究中使用的设备是由江苏瑞明生物科技有限公司研发生产的单细胞分析仪。


参考文献:

(1) Oomen, P. E.; Aref, M. A.; Kaya, I.; Phan, N. T. N.; Ewing, A. G.Anal. Chem. 2019, 91, 588−621.

(2) Sasuga, Y.; Iwasawa, T.; Terada, K.; Oe, Y.; Sorimachi, H.;Ohara, O.; Harada, Y. Anal. Chem. 2008, 80, 9141−9149.

(3) Arai, S.; Kriszt, R.; Harada, K.; Looi, L. S.; Matsuda, S.; Wongso,D.; Suo, S.; Ishiura, S.; Tseng, Y. H.; Raghunath, M.; Ito, T.; Tsuboi,T.; Kitaguchi, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 10873−10878.

(4) Liu, Y.; Li, M.; Zhang, F.; Zhu, A.; Shi, G. Anal. Chem. 2015, 87,5531−5538.

(5) Ozel, R. E.; Bulbul, G.; Perez, J.; Pourmand, N. ACS Sens. 2018, 3, 1316−1321.

(6) Qiu, W.; Xu, M.; Li, R.; Liu, X.; Zhang, M. Anal. Chem. 2016, 88,1117−1122.

(7) Zhao, S.; Li, X.; Liu, Y. M. Anal. Chem. 2009, 81, 3873−3878.

(8) Li, S.; Liu, Y.; Ma, Q. TrAC, Trends Anal. Chem. 2019, 110,277−292.

(9) Wang, X.; Gao, H.; Qi, H.; Gao, Q.; Zhang, C. Anal. Chem.2018, 90, 3013−3018.

(10) Oja, S. M.; Wood, M.; Zhang, B. Anal. Chem. 2013, 85, 473−486.

(11) Cox, J. T.; Zhang, B. Annu. Rev. Anal. Chem. 2012, 5, 253−272.

(12) Zhang, J.; Zhou, J.; Pan, R.; Jiang, D.; Burgess, J. D.; Chen, H.Y. ACS Sens. 2018, 3, 242−250.

(13) Zhang, X. W.; Qiu, Q. F.; Jiang, H.; Zhang, F. L.; Liu, Y. L.;Amatore, C.; Huang, W. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 12997−13000.

(14) Ren, L.; Pour, M. D.; Majdi, S.; Li, X.; Malmberg, P.; Ewing, A.G. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 4970−4975.

(15) Li, Y.; Hu, K.; Yu, Y.; Rotenberg, S. A.; Amatore, C.; Mirkin, M.V. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 13055−13062.

(16) Ying, Y. L.; Hu, Y. X.; Gao, R.; Yu, R. J.; Gu, Z.; Lee, L. P.;Long, Y. T. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5385−5392.

(17) Pan, R.; Xu, M.; Burgess, J. D.; Jiang, D.; Chen, H. Y. Proc. Natl.Acad. Sci. U. S. A. 2018, 115, 4087−4092.

(18) Song, J.; Xu, C. H.; Huang, S. Z.; Lei, W.; Ruan, Y. F.; Lu, H. J.;Zhao, W.; Xu, J. J.; Chen, H. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57,13226−13230.

(19) Zhang, X. W.; Oleinick, A.; Jiang, H.; Liao, Q. L.; Qiu, Q. F.;Svir, I.; Liu, Y. L.; Amatore, C.; Huang, W. H. Angew. Chem. 2019,131, 7835−7838.

(20) Finger, T. E.; Danilova, V.; Barrows, J.; Bartel, D. L.; Vigers, A.J.; Stone, L.; Hellekant, G.; Kinnamon, S.C. Science 2005, 310, 1495−1499.


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