细胞在基因组、转录组、蛋白质组和代谢组水平上的异质性与理解单个细胞如何处理信息以及应对干扰密切相关，尤其是在生理和病理生理条件下差异的理解方面。传统的生物样本分析方法往往无法全面捕捉细胞行为的复杂性。这些方法通常假设相同类型的细胞表现一致，而实际情况并非总是如此。目前，解读人类疾病与生物过程中电子传递、能量转换和物质转化之间的关系，已被列为电化学领域十大科学挑战之一。要理解这一问题，必然需要剖析细胞群体中的异质性。电化学技术因其独特性，在解决这一问题上表现出突出的优势，因为细胞中的电子传递和能量转换本质上是电化学过程。诸如扫描电化学显微镜（SECM）和扫描离子导电显微镜（SICM）等扫描电化学技术已经被开发出来，能够在电化学测量中提供更高的空间和时间分辨率。这些技术利用探针，不仅可以测量细胞的拓扑结构，还可以在不接触样品的情况下探测局部化学信息，其在局部递送生物活性分子方面的能力也逐渐显现。本综述根据递送模式划分对单细胞尺度的纳米毛细管递送研究进行详细总结，其中包含了对每一种递送模式工作原理到具体应用的详细介绍，以及对这些递送模式所面临的技术挑战进行了总结与展望，特别是它们在未来医学和药理学研究中的潜在应用。![]()
基于纳米移液管的三种递送模式总结：电阻脉冲驱动递送、压力驱动递送以及电渗流驱动递送在这篇简短综述中，我们介绍了压力驱动、阻抗脉冲以及电渗流驱动递送模式的工作原理，并总结了它们在单细胞研究中的最新进展。压力驱动流是最为多功能且操作简单的递送方法，通过控制压力差推动溶液穿过纳米移液管的孔道，适用于递送多种物质。然而，它通常在微米到纳米尺度的通道中表现高效。相比之下，电渗流驱动递送由于其在纳米尺度上优异的流体控制能力，发展更为迅速。其流体控制只需调节施加电位，因此在递送带电离子、分子或纳米颗粒的研究中广受青睐。尽管阻抗脉冲法不是一种流体方法，但它通过显著的信号放大提供了最高的灵敏度，使其能够以单位精度计数颗粒。因此，阻抗脉冲法特别适用于递送与纳米通道尺寸相近的单分子或单颗粒。
基于这些递送模式，纳米移液管已经能够结合扫描离子导电显微镜成像，用于研究活细胞的动态，并且最近作为精确定位和化学递送以及提取细胞成分的工具表现出巨大潜力。这些令人兴奋的功能为细胞行为和动态提供了宝贵的见解。这类见解对于揭示导致细胞功能障碍并最终导致细胞死亡的细胞退行性突变逐渐积累的机制至关重要。未来，将这些电化学策略与光谱学、显微成像、力学测量和磁测量技术相结合，将有助于实现对生物系统的多尺度、多模式、高灵敏度的新表征。引用格式：
张鹤, Md Maksudur Rahman, 陶洋, Joseph W Sampson, 任航. 基于单细胞尺度的纳米移液管递送研究[J]. 电化学（中英文）, doi: 10.61558/2993-074X.3489.He Zhang, Md Maksudur Rahman, Yang Tao, Joseph W Sampson, and Hang Ren. Precision Delivery Using Nanopipette for Single-Cell Studies[J]. Journal of Electrochemistry, doi: 10.61558/2993-074X.3489.DOI：
https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.61558/2993-074X.3489
