一、耗氧率检测技术:代谢研究的“能量标尺”
耗氧率(OCR)是评估细胞或线粒体代谢功能的核心指标,广泛应用于疾病机制研究、药物毒性评价及生物能源开发等领域。其检测原理基于氧气浓度的动态变化,通过荧光探针或传感器实时监测氧消耗动力学。
1. 技术原理与核心试剂
荧光探针法:以BBoxiProbe® R01为代表的氧气敏感探针,通过荧光淬灭效应(激发波长455 nm,发射波长603 nm)实时反映细胞外氧浓度变化。其非破坏性、可逆性及高稳定性(无细胞毒性)使其适用于高通量检测。
多参数兼容性:可结合线粒体膜电位(JC-1)、ATP、ROS等检测,实现代谢功能的多维度分析。
2. 应用场景与优势
细胞代谢研究:评估线粒体功能异常(如癌症、神经退行性疾病)。
药物开发:筛选线粒体毒性药物,优化治疗方案。
环境毒理学:监测污染物对微生物代谢的抑制效应。
3. 技术突破
原位连续监测:通过微孔板荧光酶标仪实现非侵入式动态检测,避免传统黑瓶法的间歇性局限。
高分辨率分析:支持贴壁与悬浮细胞、3D培养物及组织样本的精准检测。

二、活性氧检测技术:氧化应激研究的“分子哨兵”
活性氧(ROS)是细胞代谢的副产物,其异常积累与氧化应激、衰老及肿瘤密切相关。检测ROS需兼顾灵敏度与特异性,常用荧光探针与电化学传感器。
1. 技术原理与核心试剂
荧光探针法:如DCFH-DA探针,通过氧化反应生成强荧光DCF,特异性检测H₂O₂、·OH等ROS。纳米仿生酶(如普鲁士蓝)可增强催化活性,提升检测限至nM级。
比率型荧光探针:结合双波长激发(490/520 nm)与发射(520/640 nm),消除背景干扰,实现原位二维分布成像。
2. 应用场景与优势
疾病机制研究:揭示ROS在阿尔茨海默病、癌症中的作用。
环境监测:评估水体、土壤中ROS污染水平,支持生态修复。
工业过程控制:优化废水处理工艺,减少氧化损伤。
3. 技术突破
电化学传感器:基于纳米仿生酶(如磷酸锰)的传感器,实现ROS的快速定量检测,抗干扰性强。
原位动态监测:通过平面光极技术结合荧光探针,实时捕捉ROS在植物根际或沉积物中的分布。