微電極法微電極是指電極尖端長(cháng)為幾微米至幾百微米且直徑在0.25～5.00μm范圍內的電極，但用于細胞外測定時(shí)，尖端直徑為幾百微米者也可叫作微電極。微電極法測量pH值是通過(guò)將微電極直接刺入待檢測組織或細胞中進(jìn)行pH值的測量。

原理

pH敏感型玻璃微電極主要由玻璃微吸管、微參比電極和pH值敏感電極（內含氫離子交換劑）組成。微參比電極與氫離子交換電極共同構成測量電池。用于細胞內、外pH值測定的微參比電極尖端直徑分別為1～3μm、50～100μm。測定細胞內pH值時(shí)，將微電極插入待測細胞內，然后讀取兩電極間的電位差數值，經(jīng)過(guò)相應的計算后即可得出所測pH值。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)①測量精確度較高，可精確到0.02～0.05個(gè)pH單位，并且校準比較簡(jiǎn)單。②時(shí)間分辨力高，既可反映pH的瞬時(shí)變化，又可持續監測細胞內pH值變化。③可同時(shí)記錄細胞膜電位的改變，提供細胞功能的其他信息。④微電極體積較小，較適合實(shí)驗室的常規使用。

缺點(diǎn)①具有有創(chuàng )性。微電極必須插入組織或細胞中才能實(shí)現對細胞外液或細胞內液中pH值的測量，必然造成組織或細胞的損傷，限制了其臨床應用。②測量誤差來(lái)源多，穿刺時(shí)微電極易被堵塞導致細胞液無(wú)法與pH敏感電極充分接觸；穿刺損傷導致細胞液滲漏，細胞內、外液混合導致pH值改變；灰塵、油污或細胞膜物質(zhì)等附著(zhù)于微電極的活性表面導致pH敏感電極的敏感性降低。③重復使用率低。使用過(guò)程中氫離子交換劑不斷逸失，電極功能衰退較快，因此平均工作壽命短，在一次實(shí)驗過(guò)程中往往需要使用數個(gè)電極［33］。④技術(shù)操作難度大。測量細胞內pH值時(shí)必須保證微電極的活性表面僅與細胞內部液體接觸，同時(shí)要避免受到細胞外液影響；操作時(shí)要借助顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察，對操作者的操作水平也有較高的要求；受微電極尖端直徑的限制，待測細胞的胞徑也不能過(guò)??；由于操作復雜，所需時(shí)間較長(cháng)，因此無(wú)法實(shí)現細胞內多個(gè)位點(diǎn)的pH值測定。

研究進(jìn)展

微電極的發(fā)展主要依賴(lài)于其制作材料的發(fā)展，隨著(zhù)制作材料的不斷改進(jìn)，諸如鈉、鉀、鈣離子敏感玻璃微電極等pH測量微電極以外的微電極也逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)，有的微電極同時(shí)整合了多種測量功能，大大方便了基礎和臨床研究，并拓展了其在生物學(xué)研究中的應用。微電極為研究鈉、鉀、鈣等離子在細胞內外的濃度及其與pH值的相互關(guān)系、細胞內外離子跨膜轉運的機制［34］等提供了有效手段。微電極的發(fā)展還衍生出了神經(jīng)細胞電生理技術(shù)［35］，為研究者在神經(jīng)細胞的研究提供了一大助力。目前，微電極的應用多集中于實(shí)驗室，在臨床方面的應用有待發(fā)展。