[AC] 陈洪渊院士：自参考纳米电极单细胞核监测
通讯作者：王登超；江德臣
通讯单位：中国科学院大学化学科学学院；南京大学化学化工学院
近日，南京大学化学化工学院江德臣教授、陈洪渊院士和中国科学院大学化学科学学院王登超课题组合作通过在纳米毛细管内加入一个参考电极来组装自参考纳米移液器，尖端的铂环作为电化学表面。在Pt环和参考电极之间施加的电位被限制在毛细管内，因此对周围细胞环境的影响可以忽略不计。
使用这种新设置，纳米移液管刺入单个活细胞的细胞核，以测量氧化应激下的过氧化氢。发现与细胞质相比，细胞核中测量到的过氧化氢量较少，这表明细胞内氧化应激不均匀。该结果不仅将大大改善细胞内电化学分析的当前设置，而且还将提供活细胞内隔室的生物学信息。
相关工作已“Self-Referenced Nanopipette for Electrochemical Analysis of Hydrogen Peroxide in the Nucleus of a Single Living Cell”为题发表在Analytical Chemistry上。
图1. 用于分析单个活细胞的自参考纳米移液器的示意图。参考电极放置在纳米移液管内（黄色），而纳米移液管孔口处的铂环（灰色层）作为工作电极。蓝色层是绝缘（蜡）层。深红色区域代表活细胞中的细胞核。
图2.（A）细胞内自参考纳米移液器的模拟电位分布（放大视图：纳米移液器的尖端）；（B）模拟细胞内纳米电极和细胞外参比电极的电位分布（放大视图：细胞膜）；（C）纳米移液器尖端穿透细胞核的明场图像。细胞核和细胞质之间的边界用蓝线标记；（D）细胞核内Pt层的伏安图，无（黑色曲线）和（红色曲线）二茂铁甲醇以及细胞溶胶内部与二茂铁甲醇（蓝色曲线）。包含135mM NaCl的10 mM生理PBS缓冲液溶液用作浴液并填充到自参考纳米移液管中。扫描速率为100 mV/s。用于细胞加载的二茂铁甲醇浓度为1 mM，用作电化学探针，以确保纳米移液器尖端与细胞核内的Pt层的嵌入。
参考文献：
Nina Wang, Dongni Wang, Rongrong Pan, Dengchao Wang, Dechen Jiang, Hong-Yuan Chen, Self-Referenced Nanopipette for Electrochemical Analysis of Hydrogen Peroxide in the Nucleus of a Single Living Cell, Anal. Chem. 2021, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c05025.