本文關(guān)鍵詞：微流控系統(tǒng)同時定量測定單細(xì)胞內(nèi)多種重要金屬離子的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Na+、K+、Ca2+、Mg2+作為細(xì)胞內(nèi)重要的四種金屬離子，它們的含量水平與細(xì)胞的生理、病理密切相關(guān)。其中：Na+、K+不僅參與調(diào)控細(xì)胞的膜電位、滲透壓等重要的電生理過程，而且Na+、K+的缺失或含量的異常變化會誘發(fā)心率失常及心血管系統(tǒng)功能障礙等疾病。Ca2+是細(xì)胞增殖、分裂、運動、能量代謝、氧代謝、細(xì)胞膜通透性及穩(wěn)定性、細(xì)胞的信息傳遞等生理功能正常發(fā)揮的物質(zhì)基礎(chǔ)，Ca2+代謝紊亂將導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生可逆或不可逆的損傷，繼而引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能失調(diào)。Mg2+是細(xì)胞內(nèi)多種酶的激活劑，能夠維持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，有利于骨骼的正常生長以及神經(jīng)肌肉的興奮性，鎂離子濃度異常會對神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生損傷。另一方面，單個細(xì)胞（即使是同一類型的細(xì)胞）作為生命活動的真正基本單位，相互之間并不是完全等同。近年來不斷發(fā)展的實驗技術(shù)，提供了更加定量與客觀的證據(jù)，表明在許多關(guān)鍵生命過程，例如，胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化、疾病發(fā)生與發(fā)展等過程中，特定的單個細(xì)胞行為，，以及其間的個體化差異與異質(zhì)性，導(dǎo)致了極其重要甚至是決定性的結(jié)果。因此，單細(xì)胞層面、分子水平上準(zhǔn)確把握Na+、K+、Ca2+、Mg2+的含量水平，是深入理解其生理、病理機(jī)制的前提與基礎(chǔ)。 然而，由于Na+、K+、Ca2+、Mg2+在細(xì)胞中不僅共存、相互協(xié)同，而且性質(zhì)相似、彼此干擾，需要檢測技術(shù)擁有高選擇性和高效分離的能力；另一方面，單細(xì)胞體積小、胞內(nèi)組分含量低、濃度差異大，這便需要檢測技術(shù)能夠處理超小體積（單細(xì)胞）的樣品和很高的檢測靈敏度。目前生化分析手段獲得的結(jié)果多是宏觀的觀察或整體的平均，難以獲得單細(xì)胞內(nèi)這類物質(zhì)的真實信息。因此，要揭示Na+、K+、Ca2+、Mg2+對細(xì)胞功能調(diào)控及其與疾病的關(guān)系，需要了解單細(xì)胞內(nèi)此物質(zhì)的定量信息，以及它們之間相互協(xié)同作用的真實信息，迫切需要發(fā)展高靈敏、多參數(shù)、可同時定量測定單細(xì)胞內(nèi)多種金屬離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+）的新方法。 基于此，本論文就單細(xì)胞多種金屬離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+）同時定性定量測定的分析方法進(jìn)行了探索與研究，發(fā)展了一種可用于單細(xì)胞內(nèi)多種金屬離子同時定量檢測的新方法，并利用該方法測定了單細(xì)胞內(nèi)金屬離子的含量，初步探究了細(xì)胞內(nèi)含量與細(xì)胞生理及病理的關(guān)聯(lián)。論文主要包括以下四個部分： 第一章是緒論，首先簡單介紹了細(xì)胞內(nèi)Na+、K+、Ca2+、Mg2+等金屬離子的生物學(xué)功能，以及目前細(xì)胞內(nèi)金屬離子的主要檢測方法和局限性；然后總結(jié)了單細(xì)胞分析的意義以及單細(xì)胞組分分析的主要研究方法，詳細(xì)介紹了微流控分析系統(tǒng)的組成以及芯片電泳技術(shù)用于單細(xì)胞組分分析的研究進(jìn)展；最后概述了微流控系統(tǒng)用于細(xì)胞內(nèi)金屬離子檢測的研究現(xiàn)狀。 第二章針對單細(xì)胞內(nèi)Na+和K+的協(xié)同作用以及目前單細(xì)胞內(nèi)Na+和K+同時定量檢測的困難，發(fā)展了一種基于cBDP熒光探針聯(lián)合微流控芯片電泳技術(shù)可同時檢測單細(xì)胞內(nèi)Na+和K+的新方法，cBDP熒光探針可選擇性的同時識別Na+和K+，微流控芯片電泳實現(xiàn)兩組分的高效分離，激光誘導(dǎo)熒光實現(xiàn)高靈敏檢測，所建立方法簡單、快速，并進(jìn)一步應(yīng)用于癌癥細(xì)胞與正常細(xì)胞內(nèi)鈉鉀含量的對比以及癌癥細(xì)胞凋亡早期細(xì)胞內(nèi)鈉鉀離子含量變化的檢測，可望為鈉鉀離子相關(guān)的生物學(xué)問題研究提供了一種新途徑。 第三章鑒于單個細(xì)胞內(nèi)Na+、K+、Ca2+、Mg2+的生理功能及其相互關(guān)聯(lián)作用，在第二章的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種可同時定量測定單細(xì)胞內(nèi)Na+、K+、Ca2+、Mg2+四種離子的方法，通過三種熒光探針的搭配，可特異性的識別四種離子，利用微流控芯片電泳-多激發(fā)多發(fā)射激光誘導(dǎo)熒光檢測平臺，實現(xiàn)了單個細(xì)胞內(nèi)4種金屬離子的熒光衍生產(chǎn)物的有效分離及其同時定量檢測，完成了單個4T1細(xì)胞的測定。所建立的方法可望為單細(xì)胞內(nèi)多種組分的同時定量分析研究提供了一種新策略。 第四章是總結(jié)與展望，本論文提出了兩種同時測定單個細(xì)胞內(nèi)多組分的分析方法，兩種方法本質(zhì)相同，相互關(guān)聯(lián)，逐級遞進(jìn)，首先實現(xiàn)了單個細(xì)胞內(nèi)Na+和K+雙組分的同時檢測，然后在此基礎(chǔ)上拓寬了應(yīng)用范圍，發(fā)展了適用于單個細(xì)胞內(nèi)Na+、K+、Ca2+、Mg2+四種離子同時定量檢測的分析方法。而細(xì)胞內(nèi)更多金屬離子以及更多其它與細(xì)胞生理病理相關(guān)分子的同時定量檢測還需要被進(jìn)一步的探討和研究。
【關(guān)鍵詞】：單細(xì)胞 金屬離子 微流控芯片 激光誘導(dǎo)熒光檢測 絕對定量分析
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R363;O657.3
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 主要符號與縮寫12-14
• 第一章 緒論14-41
• 1 細(xì)胞內(nèi)金屬離子的檢測現(xiàn)狀14-20
• 1.1 細(xì)胞內(nèi)金屬離子的生物學(xué)功能14-16
• 1.1.1 Na~(+)、K~(+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)的生物學(xué)功能14-15
• 1.1.2 Na~(+)/K~(+)/Ca~(2+)/Mg~(2+)的協(xié)同生物學(xué)功能15-16
• 1.2 目前細(xì)胞內(nèi)金屬離子的檢測方法及其局限16-20
• 1.2.1 火焰光度法16-17
• 1.2.2 原子吸收分光光度法17
• 1.2.3 離子選擇性電極法17-18
• 1.2.4 熒光法18-19
• 1.2.5 傳統(tǒng)方法用于單細(xì)胞金屬離子測定的局限19-20
• 2 單細(xì)胞組分分析及微流控芯片電泳技術(shù)20-31
• 2.1 單細(xì)胞分析的意義20
• 2.2 單細(xì)胞組分分析的主要研究方法20-23
• 2.3 微流控芯片電泳技術(shù)用于單細(xì)胞組分分析23-31
• 2.3.1 微流控芯片分析系統(tǒng)24-25
• 2.3.2 微流控芯片電泳技術(shù)用于單細(xì)胞組分分析的研究進(jìn)展25-31
• 3 微流控系統(tǒng)用于細(xì)胞內(nèi)金屬離子檢測的研究現(xiàn)狀31-32
• 4 本論文的研究內(nèi)容32-33
• 參考文獻(xiàn)33-41
• 第二章 微流控系統(tǒng)同時定量測定單個正常及癌癥細(xì)胞內(nèi)Na~(+)和 K~(+)及其含量變化與細(xì)胞凋亡早期事件的關(guān)聯(lián)41-65
• 摘要41
• 1 引言41-43
• 2 實驗部分43-47
• 2.1 材料與儀器43-45
• 2.2 細(xì)胞培養(yǎng)45
• 2.3 樣品預(yù)處理45
• 2.4 熒光檢測45-46
• 2.5 微流控芯片的運作46-47
• 2.5.1 微流控芯片的預(yù)處理46
• 2.5.2 單細(xì)胞的進(jìn)樣、溶膜和電泳分離46-47
• 3 結(jié)果與討論47-58
• 3.1 cBDP 熒光探針的反應(yīng)機(jī)理及性質(zhì)表征47-49
• 3.2 微流控芯片電泳條件的優(yōu)化49-52
• 3.2.1 緩沖溶液種類的選擇49-50
• 3.2.2 緩沖溶液濃度和 pH 的影響50
• 3.2.3 緩沖溶液添加劑的影響50-51
• 3.2.4 分離電壓的影響51-52
• 3.3 標(biāo)準(zhǔn)電泳譜圖與分析方法性能52-53
• 3.4 單細(xì)胞內(nèi) Na~(+)及 K~(+)的定性分析與方法有效性驗證53-54
• 3.5 單細(xì)胞內(nèi) Na~(+)及 K~(+)的同時定量分析54-58
• 3.5.1 單個正常與癌癥細(xì)胞內(nèi) Na~(+)和 K~(+)的含量及其比值差異54-56
• 3.5.2 單個肝癌細(xì)胞內(nèi) Na~(+)和 K~(+)含量變化與細(xì)胞凋亡早期事件的關(guān)聯(lián)56-58
• 4 總結(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 第三章 微流控系統(tǒng)同時定量測定單細(xì)胞內(nèi) K~(+)、Na~(+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)65-81
• 摘要65
• 1 引言65-66
• 2 實驗部分66-71
• 2.1 試劑材料與儀器66-69
• 2.2 細(xì)胞培養(yǎng)69
• 2.3 樣品預(yù)處理69-70
• 2.4 熒光檢測70
• 2.5 微流控芯片的運作70-71
• 2.5.1 微流控芯片的預(yù)處理70
• 2.5.2 單細(xì)胞的進(jìn)樣、溶膜和電泳分離70-71
• 3 結(jié)果與討論71-78
• 3.1 熒光探針的選擇搭配及其光譜性質(zhì)71-74
• 3.2 微流控芯片電泳條件的優(yōu)化74-75
• 3.3 標(biāo)準(zhǔn)電泳譜圖及細(xì)胞勻漿測定75-76
• 3.4 分析方法性能76-77
• 3.5 單細(xì)胞內(nèi) K~(+)、Na~(+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)同時定性定量分析77-78
• 4 總結(jié)78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 第四章 總結(jié)與展望81-83
• 4.1 總結(jié)81
• 4.2 后續(xù)展望81-83
• 作者發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的課題83-84
• 致謝84-85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王玉光;;Na~+、K~+、Ca~(++)、Mg~(++)、Mn~(++)離子的生化作用[J];牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1995年01期

  本文關(guān)鍵詞：微流控系統(tǒng)同時定量測定單細(xì)胞內(nèi)多種重要金屬離子的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304628