[发明专利]用于单细胞检测的多功能探针

说明书

技术领域

本发明属于单细胞检测领域的多功能探针，特别涉及玻璃管表面的薄膜热电偶的制作，PH敏感微电极以及离子浓度微电极制作。 

背景技术

人们对生命现象的观察和研究已经深入到单细胞、单分子的水平，如何在这样一个尺度范围内获取有用的生物理化信息对各个研究领域均提出了新的要求。单细胞检测技术的应用渐渐成为现代分析研究的主流领域之一。可进行实时、在线、原位、活体检测的分子探针和超微型生物传感器成为人们研究的热点和重点。 

其中德国马普生物物理研究所Neher和Sakmann在1976年创建了膜片钳技术，这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的(或多个的离子通道分子活动的技术)。以后由于吉欧姆阻抗封接方法的确立和几种方法的创建。这种技术点燃了细胞和分子水平的生理学研究的革命之火，它和基因克隆技术并架齐驱，给生命科学研究带来了巨大的前进动力。这一伟大的贡献，使Neher和Sakmann获得1991年度的诺贝尔生理学与医学奖。发展至今，已经成为现代细胞电生理的常规方法，它不仅可以作为基础生物医学研究的工具，而且直接或间接为临床医学研究服务，目前膜片钳技术广泛应用于神经(脑)科学、心血管科学、药理学、细胞生物学、病理生理学、中医药学、植物细胞生理学、运动生理等多学科领域研究。 

基于膜片钳技术，在探测细胞膜离子电流的同时测量其他的生物信号，如细胞内的温度、PH值、离子浓度等，则可为研究单细胞的生命过程提供更多的理化参数，为单细胞基础研究提供研究工具，也可作为药物筛选提供高效的工具。 

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种用于单细胞检测的多功能探针，可同时检测多种生理信号的单细胞探针，为测量单细胞理化参数和研究细胞生命过程提供新的研究工具。 

技术方案：本发明的用于单细胞检测的多功能探针包括细胞内测温薄膜热电偶和三个微电极，所述的三个微电极为：膜电位测量和离子通道检测微电极，PH值测量微电极，离子浓度检测微电极；所述三个微电极都为圆锥形，三个微 电极紧靠在一起，三个微电极的圆锥尖位于同一方向；所述测温薄膜热电偶由两种金属薄膜和绝缘层组成，其中两种金属薄膜在三个微电极的外侧尖端形成测温结，其余部分相互绝缘。 

三个微电极通过含有三内管芯的玻璃管热处理拉制而成。 

所述PH值测量微电极，采用PH敏感液膜、PH敏感玻璃或固态PH传感器实现。所述离子浓度测量微电极，采用离子敏感玻璃或离子敏感聚合物膜。 

所述的测温薄膜热电偶，采用可溅射或蒸镀的靶材；其中选择铂-钨、铂-金、铂-银或铂-铜在常温下有较大热电动势差的金属材料对，或使用铜镍-铜、铂铑-铂、镍铬-铜镍商用合金材料对。 

所述所述绝缘层采用SiO₂或MgO，通过磁控溅射绝缘材料实现。 

有益效果：通过此方法得到的单细胞检测探针，在实现传统的离子通道、膜电位测量功能的同时，也可实现细胞内外温度的测量，以及细胞内pH值和离子浓度。其中温度测量功能提供的温度反馈也进一步的提高了pH值测量的精度。 

附图说明

图1是本发明多功能探针结构示意图。 

图2是本发明第二步，在其中一根微管内使用PH敏感玻璃和使用PH敏感材料液膜。 

图3是本发明第三步，在其中一根微管内使用离子敏感玻璃和离子敏感聚合物膜。 

图4是本发明第四步，在玻璃电极外侧制作的薄膜热电偶。 

以上图中包含：测温薄膜热电偶11，膜电位测量和离子通道检测微电极12，PH值测量微电极13，离子浓度检测微电极14；玻璃微电极21，PH敏感玻璃22，PH敏感玻璃尖端封接23，PH敏感玻璃和玻璃微电极内壁封接24，PH敏感液膜25；玻璃微电极31，离子敏感玻璃32，离子敏感玻璃尖端封接33，离子敏感玻璃和玻璃微电极内壁封接34，离子浓度敏感聚合物膜35；玻璃微电极41，薄膜热电偶42；金属薄膜一43，绝缘层44，金属薄膜二45。 

具体实施方式