細胞是生命結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，基于細胞的研究是生命研究的基礎(chǔ)。為了揭示生命活動的規(guī)律，人們在不斷的探索細胞的生長與分化、代謝與繁殖、運動與通訊、衰老與凋亡、遺傳與進化等生命過程中的化學(xué)本質(zhì)和規(guī)律。但是，由于細胞自身特性和研究手段的限制，當下生命科學(xué)研究通常以大量細胞為研究樣本，然而基于大量細胞的實驗結(jié)果難以反映單細胞水平上的生命活動規(guī)律。
因此，單細胞研究將能在更深層次上揭示生命活動的本質(zhì)和規(guī)律，為探究重大疾病的起因、發(fā)展和治療提供更可靠的科學(xué)依據(jù)。超微電極是指一維尺寸為微米至納米級的一類電極。超微電極技術(shù)是滿足單細胞分析的一個理想手段，它可以置于細胞的周圍，也可以插入細胞內(nèi)部，在基本不損傷細胞且不影響其生理功能的情況下實時定量的檢測單個細胞內(nèi)的特定物質(zhì)及其變化。
近日，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院徐靜娟教授團隊采用尖端直徑為150nm的硅酸鹽毛細管，構(gòu)建了一個單細胞小RNA取樣及檢測的集成式單細胞電化學(xué)檢測器件。該工作將雙特異性核酸酶-輔助催化發(fā)夾組裝與離子整流技術(shù)相結(jié)合，在對細胞幾乎沒有損傷的情況下，實現(xiàn)了對單個細胞內(nèi)小RNA的取樣及檢測。該工作以miR-10b為目標分析物，選取正常的乳腺細胞MCF-10A作為對照組、轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞MDA-MB-231以及非轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞MCF-7作為實驗組，研究了三種細胞中miR-10b表達水平的差異。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比于正常細胞，轉(zhuǎn)移性細胞MDA-MB-231中miR-10b的含量較高。實驗利用不同抗癌藥物分別對三種細胞進行誘導(dǎo)，評估了藥物對細胞內(nèi)miR-10b的影響。抗癌藥物引起細胞凋亡的同時，也降低了miR-10b的表達水平。由于納米尺寸的毛細管對細胞的損傷微乎其微，保證了在利用納米管對單細胞進行取樣檢測的過程中，細胞能夠處于正常的生理環(huán)境，分析后細胞也能正常存活。
該工作實現(xiàn)了藥物誘導(dǎo)后對單個MDA-MB-231細胞進行追蹤檢測，探究了在一定時間內(nèi)，藥物誘導(dǎo)引起單個細胞內(nèi)小RNA的變化。
