利用相位角响应型光控电化学传感器实现单细胞粘附的无标记成像

《Analytical Chemistry》：Label-Free Imaging of Single-Cell Adhesion Using Phase Angle-Responsive Light-Addressable Electrochemical Sensors

本研究提出一种基于相位角响应的光电化学传感器（LAES），无需标记即可实现单细胞粘附动态成像。通过检测介电界面相位角变化，克服传统幅度检测法的局限，验证了该技术在不同细胞类型和半导体基材上的适用性，并建立等效电路模型揭示相位角与细胞-基质接触电阻的相关性，为机械生物学和靶向治疗筛选提供新工具。

　　

细胞与细胞外基质（ECM）的黏附调节着许多重要的生物过程，在疾病进展中起着关键作用。现有的黏附检测方法通常依赖于标记技术，且缺乏单细胞分辨率。在这里，我们提出了一种基于相位角响应的光控电化学传感器（LAES），用于无标记的单细胞黏附成像。通过分析相位角（即电压与光电流之间的时间差），我们能够准确检测界面介电变化，从而克服了传统基于振幅的LAES方法的局限性。该平台能够对不同类型细胞和半导体基底上的细胞黏附情况进行定量评估。利用ECM涂层和胰蛋白酶处理对黏附进行动态调节，进一步证实了相位角成像对黏附强度的敏感性。点接触电等效电路模型支持了观察到的相位角变化与细胞-基底结电阻之间的相关性。这项工作将基于相位角的LAES技术确立为一种强大的单细胞黏附成像工具，其在机械生物学研究和针对黏附机制的治疗筛选方面具有巨大潜力。