Probing the redox environment of single human cancer cells using scanning electrochemical microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Complex biological processes, such as the transport of molecules across cell membranes, are often difficult to understand or even to monitor using purely biological methodologies. Investigating these transport processes remains challenging, because biological objects exhibit highly complex chemical composition, target substances exist in small concentrations and studies require the analysis of living samples. Scanning electrochemical microscopy (SECM) is an electrochemical analytical technique, offering the detection of single molecules released from a single cell non-invasively. It does so by detecting electron transfer reactions at a biased microelectrode positioned in close proximity to a target cell.The presented dissertation investigates and quantifies the efflux of glutathione from human adenocarcinoma cervical cancer cells (HeLa) and a multidrug resistant variant (HeLa-R). Due to its ubiquitous antioxidant and regulatory redox properties, glutathione provides information about the overall cellular redox state. Herein, two methods are proposed to quantify the heterogeneous rate constant (kinetics) in HeLa and HeLa-R by means of SECM. First, the use of both, a cell permeable and a cell impermeable redox mediator during 3D live cell imaging and application of SECM theory leads to a direct comparison of HeLa and HeLa-R cell kinetics. Secondly, SECM line scan imaging at different scan velocities, supported by numerical simulations offers a rapid and convenient alternative solution for the quantitative determination of cellular glutathione efflux. Furthermore, issues related to a long experimental acquisition time during the mediator-based methodology could be resolved.To apply the SECM scan velocity based glutathione efflux quantification method to a biological relevant model as a proof of concept, the influence of Epigallocatechine gallate (EGCg), the most abundant catechin in tea, on HeLa cell kinetics is investigated. After exposure to EGCg the cells metabolic response is monitored electrochemically and biochemically over time. Finally, a direct comparison of the two proposed electroanalytical methods is conducted and discussed in the context of current literature. Suggestions are made for future studies and their impact in analytical and medical research is discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».