【摘要】 因此，这种破坏性的检测方法只能提供有限的相关信息在活生物体内而不是细胞的真实参数。

在真核细胞中，线粒体是双膜细胞器，通过有氧呼吸和氧化为细胞内事件提供主要能量，。在此过程中，质子和其他离子的浓度在内膜两侧不对称分布，线粒体呈现负电位差，即线体膜电位(MMP)。作为线粒体功能的标准，MMP可以指示细胞的健康状态。

 

正常的MMP通常在150-180mV之间波动，并能保持稳定的生物活性，包括ATP合成信号转导离子交换。然而，MMP水平的任何异常，即使是细微的变化，都会对线粒体功能产生巨大影响，从而导致线粒体功能障碍。

 

例如，MMP水平的下降是一些细胞紊乱事件的信号，导致自噬凋亡和坏死。最近的报告显示，许多疾病都与MMP丢失有关，如角膜炎糖尿病帕金森病阿尔茨海默病和癌症。此外，异常升高的MMP还可能导致许多严重的疾病，如青光眼和额颞叶痴呆。

 

因此，灵敏地监测细胞MMP的变化对于生物学研究和相关疾病的诊断具有重要意义。作为一个物理参数，线粒体MMP的测量已经在生理和病理条件下被广泛研究。

 

与生物分子和细胞器不同，MMP不能被光学和电子显微镜直接观察到。因此，电压值可以作为反映MMP值的物理量的微电极最初用于评估MMP水平。然而，在以这种方式测量MMP的过程中，线粒体必须与细胞分离，否则细胞将被微电极损坏，这可能破坏细胞的完整性。

 

因此，这种破坏性的检测方法只能提供有限的相关信息在活生物体内而不是细胞的真实参数。为了实现实时和原地的检测MMP的变化，最近，基于有机荧光探针的荧光成像技术已经成为一种强有力的技术，它可以以无创的方式可视化MMP的变化。

 

特别是，由于MMP的负电位，膜渗透性有机阳离子倾向于在线粒体中积累。基于这种机制，已经开发了用于测量MMP的各种有机荧光探针，并且一些常用的探针已经商业化[1]。

 

[1] Xuechen Li, Yuping Zhao, Junling Yin, Weiying Lin. Organic fluorescent probes for detecting mitochondrial membrane potential[J]. Coordination Chemistry Reviews. 2020, 420: 213419.

 

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