組織、細胞および細胞下ドメインの代謝と生物物理フラックスの測定：生理学的センシングのための自己参照アンペロメトリーの最近の発展

最終的に、ゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクスの進歩は、これらのアプローチを生物物理学的センサーと組み合わせて、細胞系（サイトミック）の機能的および構造的（生理学的）側面を理解することで実現されます。したがって、サイトミクスと生理学の新しい分野の出現には、生細胞の機能的領域を調べるために新しい技術が必要になります。アンペロメトリックセンサーが使用されていますが、センサーの動作のための新しい戦略とデータ収集システムの開発により、その感度と信頼性が大幅に改善されます。これには、アンペロメトリックセンサーの動作に振動または自己参照のマイクロセンサーの原理の適用が含まれます。自己参照アンペロメトリー（SRA）の開発は、静的濃度センサーを効果的に生理的フラックスを直接監視する動的な生物物理学的センサーに変換するため、重要です。SRAは、O2、NO、H2O2、アスコルビン酸などの分析物向けに開発されています。これらのセンサーは、生物学的研究に適用される前に、理論的にモデル化された非生物学的顕微鏡フラックス源に対して検証されています。この新しいセンサー技術は、さまざまな生物医学的および生物医学的研究プロジェクトの研究を通じて、細胞生物学者の兵器庫における重要な新しいツールであることが示されています。SRAテクノロジーは、グルコース、グルタミン酸、エタノールの電気化学的に結合した酵素ベースの自己参照バイオセンサー（SRB）のために、SRA-H2O2およびSRA-NADHセンサーを介して適合しています。自己参照センサーテクノロジーのこれらの開発は、研究者が細胞下および器官レベルで生理学を研究できるマイクロからナノスケールまで、電気分析化学とバイオセンサー技術を拡大することに大きな有望です。

Ultimately, advances in genomics, proteomics and metabolomics will be realized by combining these approaches with biophysical sensors for understanding the functional and structural (physiological) aspects of sub-cellular systems (cytomics). Therefore, the emergence of the new fields of cytomics and physiomics will require new technologies to probe the functional realm of living cells. While amperometric sensors have been used, their sensitivity and reliability are significantly improved through the development of new strategies and data acquisition systems for the operation of the sensors. This includes the application of the principles of the vibrating or self-referencing microsensor to the operation of amperometric sensors. The development of self-referencing amperometry (SRA) is significant because it effectively converts static concentration sensors into dynamic biophysical sensors that directly monitor physiological flux. SRA has been developed for analytes such as O2, NO, H2O2 and ascorbate. These sensors have been validated against non-biological microscopic flux sources that were theoretically modeled, before being applied to biological research. This new sensor technology has been shown, through research in a wide variety of biological and biomedical research projects, to be an important new tool in the arsenal of the cell biologist. SRA technology has been adapted through SRA-H2O2 and SRA-NADH sensors, for electrochemically coupled enzyme based self-referencing biosensors (SRB) for glucose, glutamate and ethanol. These developments in self-referencing sensor technologies offer great promise in extending electroanalytical chemistry and biosensor technologies from the micro to the nanoscale where researchers can study physiology at the sub-cellular and organellar levels.