3D-картирование pH
Современные методы определения pH, такие как микроэлектроды и флуоресценция, имеют значительные ограничения из-за медленного времени отклика, большой занимаемой площади и высоких фоновых уровней pH. Нанопипетки SICM можно модифицировать, чтобы предложить высокочувствительный метод определения pH без меток с помощью самоорганизующейся цвиттерионоподобной мембраны на кончике пипетки. Этот двухцилиндровый нанозонд позволяет одновременно проводить топографическое сканирование SICM с высоким разрешением и высокую чувствительность pH. Эти нанозонды pH были применены как к клеткам рака молочной железы, так и к клеткам меланомы, чтобы лучше понять роль pH в инвазивном поведении и метастазировании [13].
Кислородные нанозонды
Углеродные нанозонды можно осаждать платиной и использовать для мониторинга как потребления кислорода, так и активных форм кислорода (АФК). До сих пор этот новый метод зондирования отдельных клеток использовался для исследования внеклеточного кислорода в срезах мозга и внутриклеточных концентраций кислорода в отдельных нейронах и клетках меланомы [14]. Благодаря наноразмерному наконечнику нанозонды можно точно вводить в ткань и культивировать изолированные клетки для проведения электрохимических измерений. Широта применения этого нанозонда очевидна: он предлагает новый метод метаболизма.
Благодаря небольшому размеру нанопипетку можно вставить в клетку для проведения измерений с минимальным нарушением функции клетки, а также с высоким пространственным и временным разрешением. Двойные нанопипетки можно использовать для сочетания биосенсорства с SICM для картирования видов с высоким разрешением на живых клетках или внутри них.
Нанозонд активных форм кислорода
Нанозонды использовались для мониторинга изменения концентрации активных форм кислорода (АФК) в раковых клетках в ответ на химиотерапевтические препараты как in vitro, так и in vivo. Благодаря небольшому размеру нанозонда, высокому разрешению и малому времени отклика этот метод позволил проводить измерения АФК in vivo внутри живых мышей. Платинированный наноэлектрод вводили как в отдельные клетки, так и в мышей с опухолями, а уровни АФК измеряли в ответ на лечение доксорубицином [15]. Обнаружение АФК с помощью флуоресценции in vivo непрактично. Нанозонды ROS обеспечивают высокочувствительные измерения ROS in vivo в режиме реального времени.
Литература:
[13] - Zhang, Y. et al. (2019) ‘High-resolution label-free 3D mapping of extracellular pH of single living cells’, Nature Communications. Springer US, 10(1), pp. 1–9. doi: 10.1038/s41467-019-13535-1.
[14] - Actis, P. et al. (2014) ‘Electrochemical nanoprobes for single-cell analysis’, ACS Nano, 8(1), pp. 875–884. doi: 10.1021/nn405612q.
[15] - Vaneev, A. N. et al. (2020) ‘In Vitro and in Vivo Electrochemical Measurement of Reactive Oxygen Species after Treatment with Anticancer Drugs’, Analytical Chemistry, 92(12), pp. 8010–8014. doi: 10.1021/acs.analchem.0c01256.
