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第一章 绪论 1

§1.1 单细胞分析目的和任务 1

§1.1.1 单细胞分析目的 1

§1.1.2 单细胞分析任务 2

§1.2 单细胞分析发展史 16

§1.3 单细胞分析应用 20

§1.3.1 神经细胞 22

§1.3.2 血红细胞 24

§1.3.3 其他细胞 25

§1.4 单细胞分析展望 26

§1.4.1 毛细管电泳 27

§1.4.2 微流控芯片及生物芯片 27

§1.4.3 图像分析 29

§1.4.4 实时动态监测 30

参考文献 32

第二章 单细胞的操纵、进样和溶胞 37

§2.1 单细胞操纵 37

§2.1.1 非接触法 37

§2.1.2 接触法 37

§2.1.3 电穿孔技术 38

§2.1.4 微流控芯片 38

§2.2 单细胞进样 40

§2.2.1 单细胞溶解进样 40

§2.2.2 细胞质活体取样 41

§2.2.3 全细胞进样 41

§2.2.4 单细胞连续进样 42

§2.3.1 化学溶胞 44

§2.3 单细胞溶胞 44

§2.3.2 激光脉冲及电脉冲溶胞 45

§2.3.3 其他溶胞方法 45

§2.4 展望 45

参考文献 46

第三章 单细胞毛细管电泳电化学检测 48

§3.1 毛细管电泳电化学检测法 48

§3.2 单细胞分析流程 50

§3.3 电化学活性组分的检测 53

§3.3.1 神经递质 53

§3.3.2 生物小分子 55

§3.4 电化学非活性组分的检测 59

§3.5 酶的检测 61

§3.6 细胞电穿孔技术的应用 65

§3.7 微流控芯片电化学检测单细胞 68

§3.8 高通量电化学检测单个活细胞中酶 70

参考文献 71

第四章 单细胞毛细管电泳激光诱导荧光检测 73

§4.1 毛细管电泳激光诱导荧光检测装置 73

§4.1.1 毛细管电泳仪器 73

§4.1.2 激光诱导荧光检测器 74

§4.2 单细胞的荧光标记 78

§4.2.1 常用的荧光衍生和标记试剂 78

§4.2.2 柱前衍生 79

§4.2.3 柱上衍生 79

§4.2.4 柱后衍生 80

§4.3 单细胞中各种物质分析 82

§4.3.1 氨基酸分析 82

§4.3.2 肽分析 83

§4.3.3 蛋白质分析 86

§4.3.4 糖分析 90

§4.3.5 神经递质分析 92

§4.3.6 手性物质分析 94

§4.3.7 其他物质分析 94

参考文献 97

第五章 单细胞毛细管电泳免疫分析 99

§5.1 前言 99

§5.2 单细胞毛细管电泳免疫分析 100

§5.2.1 在线分析 100

§5.2.2 离线分析 105

§5.3 展望 108

参考文献 109

§6.1.1 肿瘤的起源和演进 110

§6.1.2 肿瘤组织的主要研究方法 110

第六章 肿瘤细胞电化学与免疫分析 110

§6.1 肿瘤的起源和肿瘤细胞的生物化学特性 110

§6.1.3 肿瘤细胞的生物化学特性 112

§6.1.4 癌症发病机制及肿瘤细胞的早期识别 113

§6.2 肿瘤抗原与肿瘤标志物 114

§6.2.1 肿瘤抗原及其特点 114

§6.2.2 肿瘤抗原的研究方法 115

§6.2.3 肿瘤抗原的分类 116

§6.2.4 肿瘤标志物 118

§6.3 肿瘤标志物与肿瘤细胞的免疫分析 121

§6.3.1 肿瘤与免疫 121

§6.3.2 肿瘤标志物的免疫分析 121

§6.3.3 肿瘤标志物的电化学与化学发光免疫传感器 123

§6.3.4 肿瘤标志物的联合检测 127

§6.3.5 肿瘤细胞的免疫分析 128

§6.4 肿瘤细胞电化学研究 130

§6.4.1 细胞电化学研究意义 132

§6.4.2 肿瘤细胞的电化学伏安响应 133

§6.4.3 肿瘤细胞的介电行为及其在生化分析中的应用 137

§6.4.4 细胞电泳及肿瘤组织检测 138

§6.4.5 肿瘤细胞电化学阻抗行为 138

§6.4.6 电场对肿瘤细胞的电化学疗法 139

§6.4.7 肿瘤细胞生长及药物抑制作用的分析 140

§6.4.8 细胞聚集状态的分析 143

§6.5 肿瘤细胞固定新方法 143

§6.5.1 细胞固定技术 143

§6.5.2 肿瘤细胞固定新方法 145

§6.6 肿瘤细胞电化学发展新思路 147

参考文献 148

第七章 单细胞光学及质谱图像分析 152

§7.1 概述 152

§7.2 光学显微镜 153

§7.2.1 一般荧光显微镜 153

§7.2.2 共聚焦荧光显微镜 156

§7.2.3 多光子荧光显微镜 161

§7.2.4 全内反射荧光显微镜 163

§7.2.5 荧光寿命图像显微镜 163

§7.2.6 近场扫描光学显微镜 165

§7.2.7 荧光相关光谱显微镜 166

§7.2.8 生物发光及化学发光显微镜 167

§7.2.9 激光热透镜显微镜 168

§7.3 质谱 170

§7.3.1 动态二级离子质谱 171

§7.3.2 时间飞行二级离子质谱 171

§7.3.3 基体辅助激光解吸电离质谱 175

§7.4 其他 177

§7.4.1 扫描电镜及透射电镜 177

§7.4.2 共聚焦拉曼显微镜 180

§7.4.3 同步加速器X射线显微镜 180

参考文献 183

第八章 扫描电化学显微镜研究单细胞 187

§8.1 扫描电化学显微镜原理 187

§8.1.1 仪器装置 187

§8.1.2 工作原理 188

§8.2 扫描电化学显微镜用于单细胞图像分析和测量细胞释放物质 191

§8.3 展望 207

参考文献 208

第九章 原子力显微镜 210

§9.1 前言 210

§9.2 扫描隧道显微镜（STM） 211

§9.3 原子力显微镜（AFM） 212

§9.3.1 原理 212

§9.3.2 成像模式 214

§9.4 原子力显微镜用于单细胞成像 216

参考文献 223

第十章 单细胞阿达玛变换显微光谱及图像分析 224

§10.1 概述 224

§10.2.1 称量设计原理 226

§10.2 阿达玛变换原理 226

§10.2.2 阿达玛变换 228

§10.2.3 阿达玛模板 235

§10.3 单细胞二维模板编码显微荧光图像分析 237

§10.3.1 单细胞二维模板编码显微荧光图像 237

§10.3.2 应用 238

§10.4 单细胞一维模板编码显微荧光图像分析 245

§10.4.1 单细胞一维机械模板显微荧光图像分析 246

§10.4.2 单细胞一维液晶光电模板显微荧光图像分析 254

参考文献 256

第十一章 单细胞分析中的荧光及发光探针 259

§11.1 前言 259

§11.2 细胞自发荧光 261

§11.3 荧光探针的类型 262

§11.4 荧光探针与细胞的作用形式 264

§11.5 单细胞分析中的化学衍生 267

§11.5.1 柱前衍生 268

§11.5.2 柱上衍生 269

§11.5.3 柱后衍生 270

§11.6 单细胞分析中荧光探针 270

§11.6.1 检测单细胞中胺类的荧光标记试剂 271

§11.6.2 荧光检测单细胞中巯基化合物的荧光衍生试剂 281

§11.6.3 荧光检测单细胞中羰基化合物的荧光衍生试剂 286

§11.6.4 碳菁染料及其类似物的荧光探针 289

§11.6.5 BODIPY类荧光探针的性能及应用 299

§11.6.6 绿色荧光蛋白（GFP） 302

§11.6.7 单细胞中金属离子的荧光探针 306

参考文献 316

§12.1 引言 321

第十二章 纳米技术在单细胞分析中的应用 321

§12.2 纳米粒子在单细胞分析和操纵中的应用 322

§12.2.1 纳米粒子的合成与制备 322

§12.2.2 纳米粒子的生物功能化 328

§12.2.3 纳米粒子在单细胞研究中的应用 332

§12.3 纳米生物器件在单细胞分析中的应用 340

§12.3.1 光纤纳米生物传感器件在单细胞分析中的应用 341

§12.3.2 纳米电极在单细胞分析中的应用 344

§12.3.3 基于纳米技术的生物芯片在单细胞研究中的应用 345

§12.4 原子力显微镜在单细胞研究中的应用 346

§12.4.1 单细胞成像 347

§12.4.2 细胞结构与功能关系研究 349

§12.4.4 细胞操纵 350

§12.4.3 力检测 350

参考文献 351

第十三章 单细胞动力学分析 358

§13.1 概述 358

§13.2 单细胞分子动力学分析 359

§13.2.1 微流控分析技术 359

§13.2.2 生物时空振荡分析 360

§13.3 显微图像动态分析 371

§13.3.1 动态显微成像技术 371

§13.3.2 显微荧光分析 374

§13.3.3 显微观察与流式细胞术相结合 377

参考文献 378

第十四章 单细胞释放实时动态监测 380

§14.1 引言 380

§14.2 信号分子的释放及监测 382

§14.3 超微电极电化学监测单细胞释放 385

§14.3.1 儿茶酚胺类 387

§14.3.2 5-羟色胺和组胺 396

§14.3.3 胰岛素（insulin） 398

§14.3.4 一氧化氮（NO） 399

§14.3.5 其他 400

§14.4 纳米电极高时空分辨监测单囊泡释放 401

§14.5 荧光法监测单细胞释放 401

§14.5.1 金属离子荧光成像 402

§14.5.2 胞内分泌囊泡的荧光成像实时监测 406

§14.6 其他方法监测单细胞释放 412

§14.7 微流控芯片技术在单细胞释放实时监测中的应用 413

参考文献 416

§15.2 单细胞培养 421

第十五章 微流控芯片用于单细胞分析 421

§15.1 概述 421

§15.3 单细胞操纵 424

§15.3.1 光驱动细胞操纵 425

§15.3.2 电驱动细胞操纵 427

§15.3.3 流体重力驱动细胞操纵 431

§15.4 细胞分选 433

§15.4.1 荧光激发细胞分选 433

§15.4.2 磁性标记细胞分选 438

§15.4.3 其他细胞分选方法 439

§15.5 单细胞组分分析 439

§15.6 实时监测单细胞内生化反应 442

参考文献 447