鲁米诺与胆固醇氧化酶共舞，点亮高通量电致化学发光成像新纪元
发布时间：
2025-12-20
在细胞生物学研究不断深入的今天，对单个细胞进行无损、实时、高通量的功能分析已成为科研人员梦寐以求的目标。然而，传统电化学技术虽具备无标记、高灵敏等优势，却受限于低通量瓶颈，难以满足临床转化需求。在次背景下，某高校科研团队成功开发出一种创新性的电致化学发光（ECL）成像系统，巧妙融合鲁米诺与胆固醇氧化酶两大关键分子，一举攻克单黏附细胞高通量电化学分析的技术难题，为单细胞功能成像开辟了全新路径。
鲁米诺
鲁米诺：点亮细胞表面反应的“光之信使”
该系统的突破性在于摒弃了传统依赖微加工电极阵列的检测模式，转而采用溶液相中的鲁米诺作为ECL探针。研究人员将鲁米诺直接加入细胞培养体系中，在施加适当电压后，鲁米诺可与细胞表面自然释放或酶促生成的过氧化氢（H₂O₂）发生高效电致化学发光反应，产生强烈的光子信号。
这一策略的优势在于“无标记”与“高通量”的统一：无需对细胞进行基因改造或荧光染色，即可实时反映其代谢活性；同时，借助高灵敏度单光子相机，系统能够一次性捕获数百甚至上千个细胞的发光图像，实现并行化分析。鲁米诺在此不仅作为化学发光底物，更成为将微观电化学事件转化为宏观光学信号的“转换器”，简化了实验装置，提升了检测效率与可重复性。
胆固醇氧化酶：靶向脂质代谢的“分子钥匙”
为进一步拓展该平台的功能边界，研究团队引入了胆固醇氧化酶（Cholesterol Oxidase），使其特异性识别细胞膜表面的胆固醇分子，并催化其氧化生成H₂O₂。新生成的过氧化氢随即触发鲁米诺的ECL反应，形成与胆固醇含量正相关的光信号强度。
通过这一设计，系统实现了对单细胞尺度下膜胆固醇分布的高通量成像分析。这不仅为研究细胞膜流动性、受体聚集、病原体入侵机制等生物学过程提供了直观工具，也为动脉粥样硬化、神经退行性疾病及癌症等与脂质代谢异常相关疾病的早期筛查开辟了新路径。胆固醇氧化酶的催化能力，赋予了整个成像系统分子特异性，使其从通用型电化学传感跃升为功能导向的靶向分析平台。
胆固醇氧化酶
简化装置、提升效率：迈向临床转化的关键一步
相较于传统依赖微纳加工电极阵列的单细胞电化学检测方法，该新型ECL成像系统无需复杂的芯片制造流程，仅需常规电化学池与光学成像设备即可运行，显著降低了技术门槛与成本。这一成像技术避免了复杂的电极加工流程，实验装置简单化，大大的提高了检测效率和应用范围，为快速单细胞分析以及药物筛选提供了一个全新的研究平台。
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