研究介绍
细胞机械转导是细胞将机械刺激转化为生化信号的关键过程，涉及大量分子的快速响应与级联反应，因此发展原位、实时、多组分分析方法至关重要。
现有技术如电化学传感分析方法具有灵敏度高、响应快等优点，适用于检测瞬态释放的电活性分子（如 ROS、RNS），特别是随着柔性可拉伸电极的发展，不仅可以实现细胞机械转导的原位分析，而且可以更加准确地模拟体内细胞机械转导过程，但其检测目标有限，而且难以实现大量分子的同时检测低。
质谱技术（如 ESI-MS）能够同时实现大量分子的定性定量分析，但传统质谱分析方法通常需复杂前处理，难以进行原位分析，常压电离质谱技术 (AIMS) 虽实现了样品的原位直接分析，仍难以适配细胞形变且对短寿命小分子（如 ROS、RNS）检测能力有限。
研究内容
基于柔性可拉伸电化学分析技术与 AIMS 的互补性，东华理工大学徐加泉教授带领研究团队开发了一种可拉伸电极电化学-质谱技术技术用于细胞机械转导的原位分析。将 LiTFSI 掺杂的 PEDOT:PSS 导电油墨旋涂在 PDMS 基底上制得柔性可拉伸电极，该电极可同时用作可拉伸柔性电化学传感器和可拉伸柔性电离源，对细胞机械转导过程进行原位电化学和质谱协同分析。
Figure 1. Schematic illustration of in situ analysis of cellular mechanotransduction by stretchable electrode enabled electrochemical mass spectrometry.
该工作对人脐静脉内皮细胞 (HUVECs) 机械刺激过程中 NO 代谢通路进行了分析。原位获得了 HUVECs 机械转导产生的 NO、L-精氨酸、L-瓜氨酸、十二烷酸、γ-亚麻酸等多种代谢物的变化信息变化，发现了瞬时机械刺激与持续刺激下 NO 代谢过程的差异。
本工作为研究细胞机械转导提供了一种重要的分析方法。该成果以“Stretchable Electrode Enabled Electrochemical Mass Spectrometry for In Situ and Complementary Analysis of Cellular Mechanotransduction”(《可拉伸电极电化学质谱技术用于细胞机械转导分析》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science #ChemSci 上。
论文信息
Stretchable Electrode Enabled Electrochemical Mass Spectrometry for In Situ and Complementary Analysis of Cellular Mechanotransduction
Haotian Wang, Jing Yan, Jiamei Lin, Caiying Zhang, Xinglei Zhang, Rui Su＊, Yan-Ling Liu＊ and Jiaquan Xu*（徐加泉，东华理工大学）
Chem. Sci., 2025, 16, 13004-13011
https://doi.org/10.1039/D5SC02191J