其他应用实例—植物学、动物学、医学、微生物学、环境科学、材料科学等

植物学--用NMT发现了质膜上新的Ca²⁺通道GLR

葡萄牙里斯本大学José Feijó教授研究组使用非损伤微测技术研究了氨基酸刺激后花粉管的Ca²⁺流动，发现谷氨酸受体类似基因（GLRs）减少了通过质膜的Ca²⁺内流，进而调节花粉管顶端胞质中的Ca²⁺浓度梯度，最终影响花粉管的生长和形态建成。此外，敲除花粉管丝氨酸消旋酶（SR1的突变体）后GLRs活性下降，导致生长发生缺陷。这些结果直接证实了植物中具有和动物中相似的神经传递系统。文章在在著名杂志《Science》封面以“Research Article”的形式发表。文中提到的“vibrating-probe measurements”是非损伤微测技术的一种。

Michard E, et al. Science, 2011, 332: 434 - 437.

动物学--青鳉尤鱼线粒体富集细胞NH₄⁺的吸收依赖于Na⁺的吸收

中国台湾的科学家使用非损伤微测技术对青鳉幼鱼皮肤表面线粒体富集细胞（MRCs）的H⁺、Na⁺和NH₄⁺的流速进行了测定，发现Na⁺/H⁺交换器（NHE）与Na⁺和NH₃/NH₄⁺的转运相关，提高胞外的NH₄⁺浓度显著抑制NH₃/NH₄⁺的分泌和Na⁺的吸收。相反，提高溶液的酸性可增强细胞对NH₃/NH₄⁺的吸收和Na⁺的分泌。Na⁺的吸收与NH₃/NH₄⁺的外排是通过淡水鱼的MRCs实现，也说明了与斑马鱼通过HRCs细胞对Na⁺的吸收作用机制不同。

WuSC, et al. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2010, 298: C237 - C250.

 

医学

（1）骨骼研究

骨骼作为离子交换的器官

        《Bone》杂志报道了数名科学家使用非损伤微测技术测定生理状态下骨骼的Ca²⁺流，发现Ca²⁺在ECF溶液中出现内流，在无Ca²⁺的ECF溶液中出现外流，这种内外流的转变在整个实验期间都非常稳定。当添加10mM的NaCN时，10min之内Ca²⁺外流消失，说明这种外流具有细胞依赖性。这项研究为我们理解Ca²⁺在骨骼和胞浆中的平衡提供了依据，可以据此为人体补钙。

Marenzanaa M., et al. Bone, 2005, 37: 545 - 554.

 

（2）伤口愈合

电流激活伤口愈合的信号通路

加州大学的赵敏实验室使用非损伤微测技术研究了内生伤口的电流，测定了Na⁺、K⁺和Cl^-电流，发现电信号通过激活特定的酶，可以调控伤口愈合过程中细胞的迁移，并选择性地激活信号通路。

Zhao M, et al. Nature, 2006, 442: 457 -460.

 

微生物学

菌根化过程中的信号转导机制

葡萄牙的Feijó实验室使用非损伤微测技术研究了离子流在菌根生长过程中的作用，发现真菌侵染主要作用于根部伸长区，离子运动及根部酸化发生了剧烈变化，且离子流变化呈现周期性。通过这项研究他们构建模型解释了植物养分吸收和生长加速是通过侵染真菌所介导，依赖于pH的变化，发现Ca²⁺在这一过程中发挥了重要的作用，这为揭开植物和真菌共生互作提供了证据和模型。

Ramos AC, et al. New Phytologist, 2009, 181: 448 - 462.

 

环境科学

鱼胚胎耗氧流速作为环境监测的指标

普渡大学的科学家使用非损伤微测技术检测了鱼胚胎的O₂流，发现在微量有机污染物作用下，鱼类胚胎O₂内流量会显著改变。这是真正意义上的环境污染生物学监测手段，表明污染物的作用可能比原先预计要严重的多。这项技术可用于其他有机生命体，如果将胚胎鱼结合使用于瘤细胞，能够检测到潜在的致癌药物，或帮助发现新的治疗目标。这项研究非常令人欣慰，它能够成为保护人类健康的一项潜在应用工具。该研究采用非损伤微测技术来监测环境毒物的存在，为水质监测提供了新的思路和方法。

Sanchez BC,et al. Environmental Science & Technology, 2008, 42: 7010 – 7017.

 

材料科学

腐蚀机制和动力学研究

葡萄牙的科学家使用非损伤微测技术检测了镁合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为，对镁合金的腐蚀机制进行了精确清晰的描述，这项技术为研究金属材料微区域电化学腐蚀过程的机制和动力学提供了一个有力的工具。

Lamaka SV, et al. Electrochemistry Communications, 2008, 10: 259 - 262.

 

 

非损伤微测技术与其他技术的结合

（1）与膜片钳技术的结合

离子通道调节细胞凋亡早期的K⁺外流

墨西哥和澳大利亚的科学家使用非损伤微测技术和膜片钳技术研究了细胞凋亡，发现1μM STS（十字孢碱）会快速引起K⁺外流，同时记录到Kbg通道的电流增加，伴随着膜去极化的急剧下降。Kbg通道调节早期的K⁺外流，Kv1.3通道在后期起到主要作用。这一研究为认识细胞凋亡的内在机制提供了新的证据，这种实时和便于操作的研究手段有望在临床等实际应用领域诊断或检测凋亡细胞。

Valencia-Cruz G, et al. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2009, 297: C1544 - C1553.

 

（2）与荧光/激光共聚焦技术的结合

胞外的Ca²⁺内流参与了胞内Ca²⁺的增加

葡萄牙的Feijó实验室使用激光共聚焦显微镜技术测定了细胞内Ca²⁺的同时结合使用非损伤微测技术测量了进出细胞的Ca²⁺流。细胞融合一旦发生，使用非损伤微测技术测得一个显著的Ca²⁺内流，直接验证了胞外的Ca²⁺的参与了胞内Ca²⁺的升高这一生理过程。

Antoine AF, et al. Nature Cell Biology, 2001, 3: 1120 – 1123.