镉(Cd)是一种有毒的重金属元素，Cd暴露会引起人和动物肾、肝、肺等多种器官或系统的毒性损伤。细胞水平上，Cd诱导细胞产生氧化应激是造成细胞损伤的主要途径之一。Cd能够直接或间接的引起细胞内活性氧(ROS)过量产生，诱发脂质过氧化反应，导致蛋白质失活、细胞器功能损伤、细胞结构完整性降低等一系列后果。 细胞膜结构的稳定是维持细胞正常生理功能的前提。细胞内外的能量转换、物质运输、信息传递、细胞运动等与细胞膜有密切的关系。细胞膜结构完整性和通透性变化能够反映细胞受损伤的程度，可作为细胞受污染物毒性作用强弱的指标之一。 扫描电化学显微镜(SECM)是一种强大的电化学分析技术，广泛应用于生物、环境和材料的研究中。SECM可通过氧化还原介质实现对生物样品的非接触性检测，具有无损伤、高空间分辨率的优点，是活细胞探究的有力工具。本文采用SECM技术，对Cd引起人乳腺癌细胞(MCF-7)形态和膜通透性的变化，以及氯化锌(ZnCl2)、N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)、钙离子/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ抑制剂(KN93)对Cd毒性的抑制作用进行了探究。论文主要研究内容如下: 1.采用SECM技术研究了CdCl2对MCF-7细胞形态和膜通透性的影响。以二茂铁甲醇(FcMeOH)作为氧化还原分子探针，通过探针逼近曲线(PAC)来确定探针尖端与细胞的空间位置，采用等高扫描模式进行细胞实时成像，并通过横向扫描电流曲线和差分脉冲伏安法(DPV)研究细胞膜通透性的变化。结果显示:CdCl2浓度低于40μmol·L-1不会对MCF-7细胞形态和膜通透性产生明显影响。但150μmol·L-1的CdCl2作用下，MCF-7细胞膜通透性较对照组细胞增加了180％。长时间的CdCl2暴露也引起了MCF-7细胞膜通透性的增加。此外，细胞活性和细胞骨架染色实验表明，CdCl2引起细胞膜通透性增加与其诱导的细胞凋亡和细胞骨架中肌动蛋白聚合的破坏密切相关。 2.采用SECM技术研究了ZnCl2、NAC和KN93对MCF-7细胞形态和膜通透性的影响。实验结果显示:低浓度ZnCl2、NAC和KN93不会对MCF-7细胞造成损伤，且10μmol·L-1的ZnCl2、0.5mmol·L-1的NAC和5μmol·L-1的KN93能显著提高MCF-7细胞的活性。但ZnCl2浓度大于10μmol·L-1，会引起MCF-7细胞形态发生变化，细胞对FcMeOH的阻碍作用降低;NAC浓度大于1mmol·L-1，MCF-7细胞出现变形和收缩，细胞膜对FcMeOH的通透性增强;KN93浓度大于10μmol·L-1，MCF-7细胞边缘成像不均匀，体积明显增大。 3.采用SECM技术研究了ZnCl2、NAC和KN93对Cd引起的MCF-7细胞形态和膜通透性变化的抑制作用。结果表明，0.5mmol·L-1的NAC和5μmol·L-1的KN93能显著抑制Cd引起的MCF-7细胞形态和细胞膜通透性的变化;10μmol·L-1的ZnCl2对Cd引起的细胞膜通透性变化具有一定的抑制作用，但不能消除Cd对MCF-7细胞形态的影响。细胞活性实验表明，10μmol·L-1的ZnCl2、0.5mmol·L-1的NAC和5μmol·L-1的KN93能很好的抑制Cd对MCF-7细胞活性的影响。对比ZnCl2、NAC、KN93对Cd毒性的抑制效果，发现5μmol·L-1的KN93对Cd引起的MCF-7细胞形态和细胞膜的变化抑制作用最好。
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