综述：用于单细胞分析的微/纳米电极的研发

这篇综述系统总结了微/纳米电极（micro/nanoelectrodes）在单细胞实时动态监测中的前沿进展，重点探讨了碳基、金属及SiC纳米电极的制备技术及其在氧化应激标志物（ROS/RNS）、代谢产物（如H2O2、ATP）、神经递质（如DA、5-HT）等靶标检测中的应用，为揭示疾病机制（如癌症、神经退行性疾病）提供了高灵敏度、高时空分辨率的分析工具。

　　

微/纳米电极：单细胞分析的革命性工具

1. 引言
细胞作为生命的基本单元，其动态监测对理解疾病机制至关重要。传统检测技术如质谱和流式细胞术存在成本高、缺乏实时性等局限。微/纳米电极凭借超微尺寸（<1 μm）、高灵敏度和快速响应（得益于双电层电容小），成为单细胞分析的理想选择。自1985年首个铂纳米电极问世以来，该技术已实现从细胞外到胞内无损检测的跨越。

2. 微/纳米电极的分类与制备
2.1 碳基电极

• 碳纤维电极：通过玻璃毛细管封装和火焰蚀刻制得（直径可至450 nm），表面修饰Pt/还原氧化石墨烯（Pt/rGO）可提升催化性能。
• 石英纳米管电极：化学气相沉积法制备，中空结构可实现分子递送，如Marquitan团队开发的H₂O₂传感器。

2.2 金属电极
金、铂纳米线通过电化学蚀刻成型，具有优异导电性。例如，Liu团队用Au纳米线模板制备的Pt修饰电极可检测30 nM H₂O₂。

2.3 SiC纳米线电极
通过液态金属填充和光刻胶绝缘控制长度（5 μm），其核壳结构兼具机械强度与催化活性，如Zhang团队开发的Pt-SiC@C电极可同时检测H₂O₂、ONOO^?等。

3. 应用进展
3.1 氧化还原物质检测

• NO：Wu团队用Au-PEDOT修饰的SiC纳米电极实现了内皮细胞NO信号通路解析。
• H₂O₂：Xiao的纳米多孔金/PtNPs传感器可监测乳腺癌细胞分泌动态。
• ROS/RNS：Hu团队用铂化电极量化了巨噬细胞吞噬溶酶体中四种活性物质的生成速率，证实了ROS/RNS稳态假说。

3.2 能量代谢监测

• 葡萄糖：Liao的葡萄糖氧化酶修饰SiC@C-Pt电极实现了非电活性分子的胞内检测。
• ATP：Yu的纳米管传感器揭示了线粒体ATP调控机制，为癌症治疗提供新靶点。

3.3 神经递质分析

• 多巴胺（DA）：Zhao的DNA适配体双纳米孔传感器灵敏度达0.4 nM，可追踪PC12细胞释放动态。
• 5-羟色胺（5-HT）：Wang团队发现自体受体激动剂可使肠嗜铬细胞5-HT释放率接近100%。

4. 挑战与展望
当前瓶颈包括批量制备工艺复杂、修饰材料有限（如非电活性分子检测困难）等。未来需开发新型仿生修饰策略（如DNAzyme纳米移液管用于组氨酸检测）并探索其在器官芯片、类器官模型中的应用。

结语
微/纳米电极正推动单细胞分析进入“亚毫秒级”时代，从氧化应激到突触传递，其“细胞手术刀”般的精准度将为生命科学与医学研究开辟全新维度。