Mikroelektrochemie an einzelnen Zellen

Abstract

Nadelförmige voltammetrische Ultramikroelektroden zeigen eine herausragende Empfindlichkeit bei der Detektion redoxaktiver Substanzen, eine schnelle Ansprechzeit und Gesamtspitzendurchmesser im unteren Mikrometerbereich. Durch diese Charakteristika sind sie ideal für die Analyse der chemischen Umgebung und der Aktivität isolierter lebender Zellen, die in ihren vielfältigen Ausgestaltungen die mikroskopischen Baueinheiten menschlicher, tierischer und weiterer Lebensformen bilden. Voraussetzungen für erfolgreiche lokale elektrochemische Messungen in der Nachbarschaft winziger biologischer Objekte sind eine sanfte, Stress‐freie und akkurate Platzierung der Sondenspitze an der Zelle, eine genaue Kenntnis des Abstandes zwischen Sonde und Zelle und eine hinreichende Selektivität der Ultramikroelektrodenspitze für Substanzen, deren Konzentrationen sich als Folge zellulärer Vorgänge wie Wachstum, Atmung oder Transmitter‐/Metabolitenaufnahme oder ‐abgabe verändern. Die Konzepte der Einzelzellmikroelektrochemie werden vorgestellt, und es wird ein Überblick gegeben über jüngste Ergebnisse zu fundamentalen Mechanismen von Zellfunktionen.

Multifunctional Nanoprobes for Nanoscale Chemical Imaging and Localized Chemical Delivery at Surfaces and Interfaces

“…Since many interfaces have nanoscale structures which control these phenomena, it is vital to be able to perform measurements of chemical and biochemical fluxes on this length scale. One technique with the potential to measure chemically specific fluxes on the nanoscale is scanning electrochemical microscopy (SECM), [1,2] but a lack of reliable distance (feedback) control (in contrast to other scanning probe microscopes) and difficulties in fabricating small-scale electrodes have largely restricted the technique to the microscale. [3] Electrochemical imaging on the nanoscale has been demonstrated only rarely [4] and in rather unusual environments.…”