NanoAnalytics公司推出的跨膜電阻實時無標(biāo)記細(xì)胞動態(tài)分析儀即實時無標(biāo)記細(xì)胞動態(tài)分析儀）——cellZscope是由電腦控制，全自動、長時間實時監(jiān)測細(xì)胞層生理學(xué)參數(shù)的儀器，可實時輸出跨膜電阻（TEER）重要指標(biāo)，一次監(jiān)測樣品6/24/48/72/96個。尤其適用于細(xì)胞屏障（消化道、呼吸道、血腦屏障）特性，藥物轉(zhuǎn)運(yùn)，納米藥物研發(fā)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腫瘤等領(lǐng)域的研究。

應(yīng)用領(lǐng)域：

☆  細(xì)胞屏障（血腦屏障、鼻黏膜及消化道屏障等）的特性

☆  上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、貼壁細(xì)胞等的跨膜電阻測量

☆  緊密連接動力學(xué)

☆  新型藥物研發(fā)

☆  藥物或毒物對細(xì)胞屏障功能的影響

☆  腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

☆  免疫細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用

設(shè)備特點：

☆  不干擾細(xì)胞正常生長環(huán)境--測量的數(shù)值更加真實

☆  超長時間全自動實時分析--測量的數(shù)據(jù)更加完整

☆  測量采用更寬的頻率范圍--擬合的數(shù)據(jù)更加精確

☆  構(gòu)建的數(shù)理模型更加細(xì)致--電生理參數(shù)更加豐富

☆  可兼容多種類型培養(yǎng)插件--耗材選擇更加多樣化

基本參數(shù)：

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☆  可以直接讀取細(xì)胞屏障層的電阻值TEER (Ω.cm2)；

☆  *兼容常用廠家的Transwell細(xì)胞培養(yǎng)皿。包括BD，Biosciences，Corning，Bio-One，Millipore等。無儀器自帶耗材和其他額外耗材；

☆  細(xì)胞模塊可以同時容納6/24/48/72/96個培養(yǎng)皿。每個培養(yǎng)皿都有三種型號可選：小孔型（“24孔”型Transwell培養(yǎng)皿），中孔型（“12孔”型Transwell培養(yǎng)皿），大孔型（“6孔”型Transwell培養(yǎng)皿）；

☆  cellZscope細(xì)胞模塊是放置于標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞培養(yǎng)箱中，實時動態(tài)監(jiān)測，可以監(jiān)測數(shù)秒到數(shù)周的細(xì)胞動態(tài)生物學(xué)行為變化。

技術(shù)原理：

表皮或內(nèi)皮細(xì)胞之間通過緊密連接形成一層具選擇性的細(xì)胞屏障，細(xì)胞屏障不僅控制鄰近細(xì)胞間間隙對各種溶解物的擴(kuò)散滲透率，而且調(diào)控跨細(xì)胞物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。細(xì)胞屏障的存在一方面保護(hù)了機(jī)體免受有害物質(zhì)的傷害，另一方面也限制了治療性藥物的進(jìn)入。

細(xì)胞屏障的通透性可以通過跨膜電阻（即TEER，Transepithelial resistance)來反映，細(xì)胞屏障的通透性與跨膜電阻TEER之間的關(guān)系為：通透性越高TEER越低，反之亦然

4種不同型號可供選擇：cellZscopeE、cellZscope+、cellZscope2、cellZscope3

cellZscopeE

☆  入門級的cellZscopeE型號更靈活，如果您沒有較高的通量檢測，可以選擇cellZscopeE

☆  多達(dá)6個通道的TER檢測

☆  細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境下實時長時間檢測

☆  可以兼容多種transwell小室

☆  操作簡單，清洗方便

cellZscope+

☆  cellZscope+ 型號是德國nanoanalytics公司多年自動化細(xì)胞監(jiān)控設(shè)備開發(fā)經(jīng)驗的成果集中體現(xiàn)

☆  *和準(zhǔn)確的阻抗結(jié)果讀取，全頻譜信息

☆  最大的靈活性，不同孔徑的細(xì)胞培養(yǎng)條件可供選擇

☆  可持續(xù)，易于使用和維護(hù)，不需特殊工具，細(xì)胞模塊上、下部分均可滅菌

☆  cellZscope+型號設(shè)計保證了簡單的操作和最大的靈活性。細(xì)胞模塊為研究人員提供了監(jiān)測所有孔的完整的頂部和基底外側(cè)信息。

cellZscope2

☆  cellZscope2型號為基于阻抗的細(xì)胞監(jiān)測提供了一些全新的體驗

☆  在時間分辨率達(dá)到了新的高性能基準(zhǔn)。多通道數(shù)據(jù)采集使cellZscope2提供了最快、*的阻抗輸出

☆  特殊的易用性，更換培養(yǎng)基等細(xì)胞培養(yǎng)常規(guī)操作，無需插拔數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高

☆  cellZscope2更快的性能允許更高的吞吐量。在實驗前，實驗中和實驗后，方便細(xì)胞模塊與控制模塊的數(shù)據(jù)對接

cellZscope3

☆  四個細(xì)胞模塊，每個有24個孔，可以連接到一個cellZscope3控制器，同時測量96個孔

☆  自動化的，快速的全程監(jiān)控，獲得數(shù)天或數(shù)周的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)

☆  特殊的易用性，更換培養(yǎng)基等細(xì)胞培養(yǎng)常規(guī)操作，無需插拔數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高

☆  時間分辨率高：cellZscope3每30秒完成單個細(xì)胞模塊即24孔的檢測

應(yīng)用案例：

跨膜電阻實時無標(biāo)記細(xì)胞動態(tài)分析儀可以檢測Caco-2細(xì)胞屏障的完整性

用跨膜電阻（TEER）值法檢測Caco-2細(xì)胞屏障的完整性。Caco-2細(xì)胞以5×103細(xì)胞/孔的密度接種于Transwell小室中。第一周每隔一天更換一次新鮮培養(yǎng)基，然后在接下來的兩周每天更換一次新鮮培養(yǎng)基。并使用NanoAnalytics公司 Cellzscope2軟件對所得實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

Caco-2細(xì)胞培養(yǎng)19天后，細(xì)胞跨膜電阻值≥500 Ω·cm2，細(xì)胞形成一個完整的單層屏障，完整性通過Lucifer Yellow滲透性測試得到進(jìn)一步得到證實，進(jìn)而單層細(xì)胞屏障可用于下一步的運(yùn)輸實驗。SRL和SRL NCs的細(xì)胞毒性呈濃度依賴性（圖1B）。SRL和SRL-NCs的半數(shù)最大抑菌濃度分別為147.51μg/mL和165.41μg/mL。在50μg/mL的SRL和SRL-NCs作用72h后，細(xì)胞存活率保持在80%以上。這表明本研究中使用的SRL濃度不會引起顯著的細(xì)胞毒性。因此，藥物對細(xì)胞活力的影響可以忽略不計。

轉(zhuǎn)運(yùn)實驗采用完整緊密連接的腸上皮Caco-2細(xì)胞單層作為模型，SRL和SRL-NCs組的跨膜電阻（TEER）值（圖1D）在整個轉(zhuǎn)運(yùn)過程中未顯示出任何顯著變化，表明在沒有緊密連接遭到破壞的情況下，Caco-2細(xì)胞單層的完整性得以維持。

將含藥物HBSS緩沖液和空白HBSS緩沖液分別添加到模型頂層（AP）和基底外側(cè)（BL）側(cè)，模擬藥物從GIT到血液的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)途徑。也就是說，細(xì)胞層從GIT中運(yùn)出藥物并將其輸送到血液/腸系膜淋巴。相反，當(dāng)將藥物HBSS緩沖液添加到BL側(cè)和空白HBSS緩沖液添加到AP側(cè)時，模擬了動物血液進(jìn)入腸腔的過程。計算出SRL-NCs的流出速率由于Papp、BL-AP/Papp、AP-BL與SRL顯著不同（圖1C）。原因可能是藥物被納米化后藥物變得更小，比表面積增加，因此跨單層的轉(zhuǎn)運(yùn)顯著增強(qiáng)。另一種可能是細(xì)胞占據(jù)了整個SRL-NCs結(jié)構(gòu)，因此與SRL組相比，通透性增強(qiáng)，SRL-NCs組AP→BL側(cè)Papp高5.6倍，外排率低。

圖1  SRL和SRL-NCs在Caco-2細(xì)胞單層屏障的轉(zhuǎn)運(yùn)。（A）跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)實驗示意圖；（B）不同濃度SRL和SRL-NCs對Caco-2細(xì)胞活力的影響（n=6）。（C）SRL和SRL-NCs-Papp、A-B、Papp、B-A和Caco-2細(xì)胞單層的流出比（n=*6，*P<0.01）。（D）Caco-2細(xì)胞單層TEER值在整個轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的變化。數(shù)據(jù)表示為平均標(biāo)準(zhǔn)差

細(xì)胞屏障的特性

cellZscope可以連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞幾天甚至幾星期的生理狀態(tài)。從cellZscope所提供的跨膜電阻值（TEER）和電容值（Ccl）這兩個參數(shù)可以獲知當(dāng)前的細(xì)胞狀態(tài)，包括融合度和分化度。CaCO2是源自人類結(jié)腸癌細(xì)胞系，通常用于藥物轉(zhuǎn)運(yùn)研究，圖中cellZscope跟蹤記錄了CaCO2細(xì)胞層的形成和分化的信息，自動化的記錄了從接種細(xì)胞開始并持續(xù)觀察21天。

長時間監(jiān)測細(xì)胞屏障的形成

緊密連接動力學(xué)

上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的跨膜阻抗值與細(xì)胞間緊密連接密切相關(guān)。緊密連接可影響細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。通過cellZscope測量細(xì)胞層跨膜電阻可以用于研究緊密連接動力學(xué)。圖示MDCK細(xì)胞對不同濃度的EGTA的反應(yīng)。

細(xì)胞緊密動力學(xué)研究

免疫細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用