1誕生非損傷微測技術(Non-invasiveMicro-testTechnique,NMT)起源于美國MBL。1990年MBL的科學家Kuhtreiber和Jaffe使用非損傷微電極測量了進出細胞的Ca2+流速和運動方向，開創了生物活體靜態測量到動態測量轉變的先河。1995年MBL的科學家在《Nature》發表文章闡明了非損傷微測技術的數學、物理學基礎以及應用方式，進一步完善了非損傷微測技術，從此非損傷微測技術進入各研究領域并發揮著越來越重要的作用。2原理以Ca2+離子選擇性微電極為例說明非損傷微測技術的工作原理。Ca2+離子選擇性微電極通過前端灌充液體離子交換劑(LiquidIonExchanger，LIX)實現選擇性。該電極在待測離子濃度梯度中以已知距離dx進行兩點測量，獲得電壓V1和V2,兩點間的濃度^c通過V1和V2及已知的該電極的電壓/濃度校正曲線計算獲得，將它們帶入Ficks第一擴散定律J0=-D.dc/dx(10-12mol/cm2-s)獲得該離子的流速和運動方向。D是離子擴散常數。注：熒光染料/光纖、納米碳絲、金屬/合金等材料均可作為選擇或特異性的離子/分子電極。3經典應用葡萄牙生物學家Feij6使用非損傷微測技術結合激光共聚焦顯微鏡研究了卵細胞和配子融合的過程。細胞融合一旦發生，就可以測得卵細胞外一個明顯的Ca2+內流，同時測到卵細胞內Ca2+濃度顯著增加，直接驗證了胞內Ca2+的增加是由于吸收胞外的Ca2+而非內源的Ca2+釋放所引起的這一科學問題。4技術特色測量信息：離子/分子的電流、電壓、絕對濃度、流速、三維運動方向測量方式：非損傷性、活體、動態、實時、長時間、多維掃描與測量……測量對象：Ca2+、H+、K+、Na+、NH4+、Mg2+、Cd2+、Cl-、NO3-、O2……測量材料：整體一器官一組織一細胞層一單細胞一細胞器(富集)5涵蓋技術非損傷微測技術(Non-invasiveMicro-testTechnique.NMT)是一大類微電極技術的統稱。非損傷微測技術所涵蓋的技術包括：掃描離子選擇性電極技術(ScanningIon-selectiveElectrodeTechnique,SIET)掃描振動電極技術(ScanningVibrateElectrodeTechnique，SVET)掃描極譜電極技術(ScanningPolarographicElectrodeTechnique,SPET)自參比離子選擇性電極技術(Self-referenceIonSelectiveElectrodeTechnique，SERIS)自參比極譜電極技術(Self-referencePolarographicElectrodeTechnique,SERP)自參比酶輔助電極技術(Self-referenceEnzymeAssistedElectrodeTechniqueSERE)掃描參比微電極技術(ScanningReferenceElectrodeTechnique,SRET)微電極離子流技術(MicroelectrodeIonFluxEstimationTechnique,MIFE)其中SIET、SERIS、MIFE技術主要測量離子的濃度、流動速率、流動方向等信息。SPET、SERP技術主要測量小分子的濃度、流動速率、流動方向等信息，SERP技術主要測量生物大分子的濃度、流動速率、流動方向等信息，SRET技術主要測量局部區域的電位分布和電壓值變化，SVET技術主要測量局部區域的電流分布和變化情況。這些技術的共同特點一是測量時微電極不接觸被測樣品，不會對樣品造成任何損傷；二是空間分辨率高，可以實現微米級的測量；三是測量數據精度高，對離子分子流動速率的測量可達到10-12數量級，對電流的測量可達到pA量級。綜合這些特點，故把這些技術統稱為“非損傷微測技術”。

6應用領域非損傷微測技術已經應用于科學研究的許多領域，如生命科學、醫學、藥物學、藥理學、環境科學、農業科學等諸多領域。7應用方向Ca2+振蕩Ca2+振蕩細胞活性與凋亡的評價代謝與內分泌中的離子變化腫瘤研究及其藥物的評價感覺及神經系統中的關鍵離子流生殖健康的應用細胞極性生長機械損傷與生物損傷下的離子流研究重金屬毒理學研究離子流研究上皮及內皮細胞研究中的關鍵離子氣體分子：NO、O2重要疾病的發生發展機制胚胎發育的研究傷口愈合方面的應用細胞的融合營養吸收與利用的研究滲透調控的研究測試常見問答（FAQ）1通過非損傷微測技術（NMT）可以獲得什么信息？非損傷微測技術（NMT）獲得的是離子/分子的電流、電壓、濃度、流速和運動方向的信息。2NMT為什么測定的是樣品表面的離子/分子信息而不測樣品內部的離子/分子信息？由于微電極測量的特點，如測量樣品內部，則會對樣品產生破壞，因此無法達到非損傷地測量，使得測試數據不能反映樣品的真實生理狀態。隨著熒光技術的發展，逐步成為測量樣品內部離子/分子信息的主流方法，而NMT則專注于樣品外微環境離子/分子信息的測量。正因為熒光技術和非損傷微測技術有很大的互補性，美國揚格科技公司和旭月公司在2008年推出新產品一一共聚焦/熒光非損傷微測系統（Conflux），結合兩種技術的優勢，實現了對樣品離子/分子信息的內外兼測，其獲取的數據有非常強的說服力。3測試中所用的測試液和校正液是什么？測試液是指測試樣品時樣品所處的溶液環境。校正液是指用來校正電極的溶液，原則上盡量和測試液相似，包含所測定的離子濃度，高濃度校正液和低濃度校正液應該包含所測定的離子濃度，高低校正液濃度一般相差10倍（一些分子除外）。注意：測試液中的離子濃度是指溶液所有鹽中同一種離子的濃度總和。測試液pH的調節需注意，測定什么離子就不能用什么堿去調，如測定Na+時調節pH值不能有NaOH調節，否則就使溶液中的Na+含量增加，可用較少量的KOH調節，或者用氯化膽堿。4測試液和校正液配方的設計需要遵循哪些原則？（1） 測試液盡量和樣品的培養液一致，使樣品保持活體狀態。（2） 測定的離子含量在測試液中不宜過高，盡量維持一個較低的水平。（3） 測試液中應該含有所測定的離子（特殊的研究，如先用沒有所測定離子的溶液，然后再加入此種離子的實驗情況除外）。（4） 測試液盡量維持一定的滲透壓和pH值，以保證樣品的活性。（5） 不同的校正液之間的濃度一般相差10倍（特殊的分子除外）。5測試中所用的溶液需要滅菌處理嗎？嚴格講所有溶液均需滅菌，特別是當溶液中含有糖類等容易滋生細菌的物質時，不滅菌會對測試結果產生影響。但為了實驗的方便，當溶液中僅含無機鹽且被測樣品對細菌不是非常敏感時，可不做滅菌處理。

6為何測試液和校正液需要客戶自己配制？公司可以儲備一些標準測試液和校正液嗎?為保證測試數據的最佳質量，被測樣品要處于最佳活性狀態。測試樣品尤其是生物樣品的活性受多種因素的影響，其所處環境是最重要影響因素之一。客戶的樣品已經適應了客戶的試劑環境，在該試劑環境中容易達到最佳活性狀態。如果更換試劑環境，可能引入一些不可預測和不可控制的因素，使樣品不在最佳活性狀態，不利于產出最佳數據。所以測試液應由客戶自行配制。為保證校正的準確性，校正液和測試液的試劑環境應當一致，所以校正液也請客戶自行配制。另外，對于不同測試樣品，測試液的成分差別很大，具有很強的個體性，不存在適用于多種樣品的所謂標準測試液。校正液同樣也很難做到通用。為達到最佳測試效果，一般應使用新鮮溶液，不建議使用長期儲存的溶液。7樣品如何準備？盡量使所測定樣品的部位保持完好無損，使樣品保持正常的生理狀態，簡單地說，就是使所測定的樣品好好地活著。測定時，把所要測定的部位進行固定，例如細胞貼壁，或者用多聚賴氨酸把懸浮細胞固定在培養皿底部。較大一點的組織，如植物的根，用濾紙條和小石塊輕輕壓住，使樣品基本保持一個較為靜止不動的狀態。8實驗中典型的數據是什么樣子？它們的含義是什么？如下圖所示，通過NMT同時測定擬南芥根中Ca2+和H+的流速。uV（縱坐標），橫坐標（Influx），白色的一個點是指進行了一個刺激處理，當受到刺激處理后，H+和Ca2+的內流增加。根據電壓差可以換算成流速，電壓差和流速的趨勢完全一致。9如果數據不夠理想，一般是什么原因造成的？如何發現問題出在哪里？數據不夠理想的最可能原因是被測樣品的活性狀態不佳，其次是配制的測試液存在問題。當然也可能是測試系統本身存在故障，但這種可能性很小，而且很容易及時發現和糾正。例如，為確認測試中問題產生的原因，可進行人工離子源實驗。首先在去離子水中進行人工離子源實驗，若能觀察到正常濃度梯度反應曲線則基本可以排除系統故障的可能性。其次在測試液