组织和细胞中Ca2+浓度测定的研究进展边原1肖洪涛2陈璐（四川省人民医院·四川省医学科学院药剂科，四川成都610072）中国分类号文献标识码文章编号摘要：组织和细胞内的Ca2+与信号传导以及生理病理方面应答反应具有重要的联系。因此测定组织和细胞内的Ca2+含量及动态变化具有重要的研究意义。近年来组织和细胞内Ca2+的测定技术和相关机理研究在国内外发展迅速，包括45Ca跨膜流动测定方法、X射线微区分析技术、离子选择微电极技术、核磁共振波谱技术、原子吸收分光光度法测定技术、荧光探针技术等，本文就相关方面介绍这些方法的特点和主要的应用情况。关键词：组织和细胞内Ca2+；测定技术；研究应用；Ca2+在人体体内不但具有重要的生理作用，在组织或细胞产生病理反应时其浓度还能反映机体或细胞的病变程度，同时Ca2+作为细胞内的信息传递物质,具有调节细胞功能、参与信号跨膜传递以及介导细胞对外界刺激的应答反应等重要作用[1,2]。因此，组织或细胞内Ca2+浓度测定方法的研究和改进，对临床和药学相关实验具有重要的意义。1.45Ca跨膜流动测定方法同位素45Ca(T1/2=163d,β射线能量为0.25MeV)与生物体中的钙具有相同的生物活性,由于45Ca发出的β射线能被探测,因此只要测量45Ca进入细胞内的数量变化就可快速、直观地反映出药物对Ca2+通道的阻滞特性。平滑肌细胞膜上一般存在有三种Ca2+通道①静流钙通道②受体钙通道③电压依赖钙通道。欲真实地测量通过每一种钙通道进入细胞中45Ca的量,必须全部除掉在细胞膜外面的45Ca。该方法采用冷EGTA络和法测量45Ca进人细胞的量。该方法既能除去细胞外的45Ca2+,又能确保已进人细胞中的45Ca2+不重新流出细胞外。国内有研究者将此方法用于动物组织包括心肌、主动脉等进行测定，效果较好，同时为中药对钙通道的影响提供了较好的方法，具有用样少、操作简便、快速灵敏、重现性好等优点[3-5]。2.X射线微区分析技术X射线微区分析技术利用电子束轰击样品，入射电子将样品内被测元素的内层电子逐出。当外层电子跃迁填充其空位时释放能量，产生特征x射线。特征X射线是入射电子激发外层壳电子释放的，其能量和波长为每种离子所固有，通过测定这些能量和波长就有可能进行元素定性分析，进行定量分析的基础在于特征x射线的强度与样品中所含元素的浓度有关。目前X射线微区分析技术能够成功地用于测量细胞内肌浆网和内质网等细胞器所含的钙离子浓度[6]。林支付等[7]应用定量X射线微区分析技术结合细胞化学技术,分析测定用单纯冷冻法保存离体猫肾脏过程中肾脏细胞的胞浆、线粒体、内质网、细胞核等细胞器内的Ca2+浓度变化。研究发现保存过程中,Ca2+由内质网进入胞浆中,线粒体在胞浆Ca2+浓度高时摄取Ca2+,而钙通道阻滞剂可抑制该过程。因此,在肾脏移植中,人们在肾保存液中或在术后受肾者药中添加Ca2+通道阻滞剂,以增加保存后肾脏的活力,减少移植后再灌注对肾脏的伤害。王翠娥等[8]通过研究抗疟药磷酸萘酚奎对大鼠肝脏细胞的损害程度，发现电子显微镜下高剂量组大鼠的肝细胞超微结构发生明显变化，同时利用X射线微区分析技术发现大鼠高剂量组1基金项目：四川省2009年第三批支撑计划项目（项目编号：2009SZ0226）?边原,(1983-),男,硕士学位,药师,研究方向:药物生物利用度、药代动力学,Tel：(13568956845)，Email：bianyuanshj@163.com;2肖洪涛,(1975-),男,硕士学位,主管药师,研究方向:临床药理学、中药药理学,通讯作者,Tel:(028)87393316,Email:xht927@163.com肝细胞内Ca2+离子浓度与对照组有明显的差异，进一步研究表明了Ca2+浓度的持续升高可以活化细胞的毒性机制,最终导致细胞死亡。Pozzo-Miller等[9]最新研究发现细胞内内质网上的钙库具有非均匀性。研究者通过电刺激海马神经元树突发现一些内质网囊状结构的Ca2+浓度出现非常强劲的增长，与此同时其它一些囊状结构却没有应答反应。目前此研究法在形态学识别细胞器内钙离子浓度方面具有最高的分辨率。3.离子选择微电极技术离子选择性微电极（ISME）是一种能测定细胞等生物微环境内单一离子活度的信息传感器，其主要特点是微型化，尖径在1μm之内，能在不损伤细胞的情况下，直接插入单个细胞内，运用电位测定法测定...