测量的单个细胞的耗氧量扫描电化学显微镜决定性地优化

他和他的团队一起在国际版的AngewandteChemie杂志上报道。

精确定位测量电极

细胞需要氧气用于各种代谢过程，例如分解葡萄糖。为了测量其消耗量，研究人员必须在大背景噪声中检测非常小的信号。为此，他们使用扫描电化学显微镜，他们需要在离电池200纳米的距离处放置直径为5微米或更小的电极。为此，RUB团队在过去几年中开发了一种特殊工艺，可以精确控制电极与电池的距离。

用微电极对细胞进行竞争

使用电极，研究人员首先在细胞的水性环境中产生氧气，然后测量细胞利用的氧气量。为此，它们在开始时赋予电极一定的电位。这具有在氧气形成的情况下在电池环境中从水中提取电子的效果。细胞可以利用氧气进行新陈代谢;然而，与此同时，研究人员应用的微电极与之竞争。它们改变电极的电位，使反应反转：氧气现在转化为水。科学家使用电极来测量电子流动，从而获得当地环境中氧气消耗的量度。细胞用于代谢的氧气越多，在电极上产生电流的反应留下的氧气越少。因此，测量的电流越低，电池的活性越大。该方法称为氧化还原竞争模式。

快速测量

在迄今使用的方法中，由电极引起的氧消耗显着高于电池的氧消耗。Schuhmann教授解释说：“测量本身因此导致氧浓度的局部变化比细胞代谢更强。”在微电极上产生氧气之后，即在20毫秒之后，非常快速地测量电池的活性是必要的。如果等待更长时间，电极会剥夺细胞的氧气，而不是使用研究人员提前人工制造的环境中的氧气。因此，三个因素对于波鸿方法的成功至关重要：电极的高精度位置，氧化还原竞争模式和快速测量时间。

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