基于阻抗方法的细胞表型分析技术应用--检测细胞增殖

蔼可芯昂生物仪器（上海）有限公司2021-12-14

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基本原理：将细胞样本置于CytoView-Z阻抗板中（底部埋入电极的96孔培养板）进行培养，当细胞贴附于电极并伸展开后，将微小的电信号施加于电极上，细胞间形成的联接将阻挡这些电信号的通过，导致阻抗值的读数增加，而细胞结构形态上的细微改变（比如源于受体介导的信号传递或细胞形态学变化）也会影响阻抗值。也就是说，细胞的贴壁、黏附、增殖及形变等过程都会引起阻抗的变化，细胞的增殖数量与阻抗呈现一个正相关的关系。

阻抗检测会计算有多少电信号（上图中青色箭头所示）被电极－细胞的界面所阻挡。当电极未被覆盖时，电信号能轻松穿过，这时阻抗值比较低。当细胞盖住电极时，能够通过的电信号就变少了，相应的阻抗值就会增大。当细胞死亡或者脱离电极时，阻抗值就会恢复到基线水平。

相较于该技术，mtt、cck8、ldh等终点法技术存在以下局限性：

1.由于终点法的方法学限制，一般需要选择几个时间点进行测定。这样对于细胞的生理动态变化过程无法做到长期连续监测，往往会错过许多重要的节点和时间窗。
2.终点法实验的平行性差。由于每个时间节点都需要至少3个副孔，那么得到一条完整的曲线就需要至少十几个孔的数据。这样会导致平行性变差。
3.细胞毒性，标记物往往具有毒性，会影响细胞的正常生理状态。而且往往需要将细胞裂解，对裂解液进行检测。这就变成了一次性的样本，无法进行后续的实验处理。
4.灵敏度低，细胞内的被标记物质需要达到一定的含量才能够被检测到。否则，信号将被埋没在背景噪声中。

技术优势：
1.灵敏度高
能够检测出成像技术难以捕捉的、微小的细胞形态、构象变化；
2.长时间持续监测
不会错过药物反应时间框，在给药前可通过增殖曲线判断细胞状态；
3.无标记、原位
测量过程完全不会影响细胞生物学特性，无需优化抗体用量、染料浓度；
4.孵育时间等参数
自动采集数据，中间无需手动操作。

实验的一般流程：

基于阻抗检测的细胞分析技术，使得实时、不间断且无需标记的细胞监测成为可能。对数据流的后续分析可以揭示细胞间互作和细胞-药物反应的动力学，可以更好地理解其机理而无需做费时费力的多次终点法实验。目前阻抗平台可用于细胞增殖、肿瘤免疫、细胞毒性及活力检测、药物筛选、信号通路(GPCR/CFTR)、细胞间相互作用 (屏障功能)、病毒学研究及细胞迁移等细胞表型研究。