單細(xì)胞檢測的得力助手!
高通量 多參數(shù) 非標(biāo)記 實時無損檢測!
多參數(shù):可獲取細(xì)胞活力、數(shù)量、濃度等信息,并追蹤細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)
通用性:適用于1-50μm內(nèi)所有類型的單細(xì)胞 (人體、動/植物細(xì)胞、細(xì)菌、酵母、孢子、藻類、體細(xì)胞等)
高效性:實時標(biāo)準(zhǔn)化無損檢測、幾分鐘內(nèi)獲得結(jié)果,通量高、重復(fù)性高、精確度高
易用性:無需染色、標(biāo)記或細(xì)胞再培養(yǎng),操作簡單易上手
靈活性:可根據(jù)細(xì)胞類型、研究目標(biāo)自定義測量和分析協(xié)議
Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞儀 開創(chuàng)了單細(xì)胞分析的新紀(jì)元,通過整合微流控技術(shù)、電阻抗技術(shù)與流式細(xì)胞術(shù),能夠在微流體精準(zhǔn)參考條件下,實現(xiàn)流動態(tài)單細(xì)胞的高通量、連續(xù)、無損阻抗檢測,實時獲得細(xì)胞活力、數(shù)量、濃度等信息,并追蹤細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)。與常規(guī)細(xì)胞分析儀相比,Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞分析儀具有非標(biāo)記、多參數(shù)、低污染、檢測速度快、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等顯著優(yōu)勢,是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和藥學(xué)等領(lǐng)域中不可或缺的強有力工具。
工作原理:
基于細(xì)胞膜的電特性(膜電容和膜電阻),當(dāng)不同大小和活性的細(xì)胞隨懸浮液流經(jīng)廣頻(0-30 MHz)交流電場時將產(chǎn)生不同的電阻抗信號,經(jīng)解析獲得細(xì)胞的濃度、數(shù)量、活性及大小等信息。如下圖所示:A)細(xì)胞在不同頻率的交流電場中的檢測結(jié)果:低頻電場反映細(xì)胞的體積特性即電直徑,高頻電場反映細(xì)胞的介電特性即細(xì)胞活性;B) 微流控芯片;C)細(xì)胞電阻抗信號(藍(lán)色實部即電阻信號,綠色虛部即容性電抗信號),細(xì)胞膜完整性決定容性電抗的大小,故可通過虛部信號來區(qū)分活細(xì)胞和死細(xì)胞,最終以阻抗相位角-振幅散點圖反映出來。
Ampha X30信號的采集和轉(zhuǎn)導(dǎo)
應(yīng)用領(lǐng)域:
細(xì)胞發(fā)育研究:細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)
微生物發(fā)酵:酒精飲品的釀造、生物燃料的生產(chǎn)、奶酪/酸奶的生產(chǎn)、青霉素/疫苗等藥物的生產(chǎn)
生物醫(yī)學(xué):腫瘤診斷、腫瘤機制研究、細(xì)胞信號調(diào)控、細(xì)胞免疫、臨床即時診斷
藥物/毒理分析:毒性/藥性應(yīng)激反應(yīng)、藥篩/藥物降解、病毒滴定、材料安全檢測
混濁、不透明或自發(fā)熒光介質(zhì):牛奶/其他食品基質(zhì)、乳狀液、金屬工作液、自發(fā)熒光介質(zhì)(如微藻)等
高精確度:
圖1. 酵母活性(Ampha X30與PI熒光染色法) | 圖2. BL2細(xì)胞濃度(Ampha X30與Neubauer血球計數(shù)板) |
圖3. 感染桿狀病毒(BV)后Sf9昆蟲細(xì)胞的變化(Ampha X30與Countess?自動細(xì)胞計數(shù)儀) |
應(yīng)用案例分享:
微生物發(fā)酵在線監(jiān)測
微生物發(fā)酵過程中,菌種的生產(chǎn)性能、培養(yǎng)基的配比、原料的質(zhì)量、滅菌條件、發(fā)酵條件等均影響著發(fā)酵結(jié)果的好壞。在此過程中,密切關(guān)注酵母活力和酵母密度是控制和改進(jìn)發(fā)酵過程的關(guān)鍵。
微生物發(fā)酵過程中,利用Ampha X30在線監(jiān)測酵母細(xì)胞濃度和活力隨時間的變化(圖1,細(xì)胞濃度-灰色,細(xì)胞活力-藍(lán)色),能夠間接反映出反應(yīng)器中發(fā)酵條件的變化,結(jié)果表明酵母細(xì)胞的總體密度隨發(fā)酵時間持續(xù)增長,但細(xì)胞活性卻先逐漸降低后又逐漸升高,其中發(fā)酵后的第11個小時活性最低(圖2)。Ampha X30對發(fā)酵過程的監(jiān)測不僅顯示出滯后階段和早期對數(shù)階段,而且揭示了酵母細(xì)胞在進(jìn)入指數(shù)增長對數(shù)階段之前的活力損失。
釀酒酵母活性檢測
啤酒釀造過程中酵母菌種、酵母接種量、酵母使用代數(shù)、發(fā)酵工藝條件等都會影響啤酒的風(fēng)味。Ampha X30能夠在啤酒釀造生產(chǎn)過程,高通量、快速、精準(zhǔn)監(jiān)控啤酒酵母細(xì)胞的活力、濃度、代謝、繁殖和健康狀態(tài),實時評估溫度、滲透壓、培養(yǎng)條件等因素對酵母菌的影響,進(jìn)而及時優(yōu)化發(fā)酵工藝。
啤酒釀造過程中酵母菌密度、活性及酒精濃度的變化
該案例分析了啤酒釀造過程中,啤酒酵母菌密度、活性及酒精濃度的變化。如圖所示發(fā)酵1天后 (紅),酵母細(xì)胞從滯后期進(jìn)入早期指數(shù)(對數(shù))期;第1-2天為發(fā)生細(xì)胞顯著增殖的指數(shù)生長期 (綠);第3天,由于細(xì)胞的劇烈增殖和營養(yǎng)物質(zhì)的耗盡,高相位酵母群逐漸向低相位移動(紅-綠-藍(lán),活力逐漸降低)。該過程反映了發(fā)酵罐中酵母活性及發(fā)酵條件的變化,即發(fā)酵初期酵母細(xì)胞濃度低、活力低且發(fā)酵罐中存在大量氧氣,當(dāng)發(fā)酵罐中的氧氣全部消耗完后,酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)入?yún)捬醢l(fā)酵產(chǎn)生乙醇,乙醇濃度迅速增加并逐漸對酵母細(xì)胞產(chǎn)生毒性,導(dǎo)致酵母細(xì)胞活性降低。
腫瘤細(xì)胞凋亡進(jìn)程
A Fresh Culture | B Old Culture |
不同培養(yǎng)時期BL2細(xì)胞的阻抗相位和細(xì)胞活力的變化 |
Staurosporine誘導(dǎo)下BL2細(xì)胞的凋亡過程 |
腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)是研究癌變機理、抗癌藥檢測、癌分子生物學(xué)極其重要的手段,監(jiān)測藥物對腫瘤細(xì)胞的影響對闡明和解決癌癥將起著不可估量的作用。該案例研究了Staurosporine對BL2淋巴瘤細(xì)胞的影響。從圖中可以看出,在Staurosporine處理1小時后,BL2細(xì)胞活性(藍(lán))顯著下降,而對照組(黑)BL2細(xì)胞在10小時內(nèi)始終保持高活性,之后才逐漸下降。Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞儀無需進(jìn)行細(xì)胞的染色、標(biāo)記或培養(yǎng),可在腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)過程中隨時檢測腫瘤細(xì)胞生理特性的變化,準(zhǔn)確評估腫瘤細(xì)胞對凋亡誘導(dǎo)劑、細(xì)胞毒劑的劑量反應(yīng)或分化、凋亡進(jìn)程。
CHO細(xì)胞發(fā)育變化
人體和動物細(xì)胞,特別是哺乳動物細(xì)胞,在藥物研究、藥效表達(dá)、臨床診斷等應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。哺乳動物細(xì)胞常被用于生產(chǎn)抗體、蛋白質(zhì)、疫苗、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,中國倉鼠卵巢細(xì)胞(CHO)是目前全球研究較多的一種表達(dá)系統(tǒng),在生物制藥領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。
本案例利用Ampha X30監(jiān)測了CHO細(xì)胞在三周內(nèi)的發(fā)育變化,上圖為第4天(藍(lán)色)、9天(紅色)和19天(綠色)的CHO細(xì)胞相位角-振幅散點疊加圖,散點圖左下方的小群體代表死亡細(xì)胞,而右側(cè)的大群體代表活性細(xì)胞,從疊加圖中可以看到CHO細(xì)胞活性在前9天里并未發(fā)生變化,而在第19天,散點圖顯著向較低相位角偏移,這表明由于缺乏底物CHO細(xì)胞逐漸失去活性。
Sf9昆蟲細(xì)胞BV感染后活性變化
基于昆蟲桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)自身的特點和優(yōu)勢,目前已被廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā)、疫苗生產(chǎn)、重組病毒殺蟲劑等眾多領(lǐng)域。Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞分析儀可幫助在昆蟲細(xì)胞BV感染過程中檢測細(xì)胞活力變化、確定多重性感染(MOI)范圍、篩選理想的表達(dá)條件并預(yù)測BV昆蟲細(xì)胞系統(tǒng)中收獲胞內(nèi)蛋白的最佳時間。
感染桿狀病毒(BV)數(shù)小時內(nèi)Sf9昆蟲細(xì)胞活性的變化
如案例所示,Sf9昆蟲細(xì)胞在感染BV后的數(shù)小時(hpi)內(nèi),Ampha X30細(xì)胞分析儀所獲得的相位-振幅散點圖可明顯分離出三個細(xì)胞類群,分為是活細(xì)胞(viable)、感染晚期(LPI)和死細(xì)胞(dead)類群。感染48hpi后,活細(xì)胞的阻抗振幅降低(細(xì)胞萎縮)且數(shù)量逐漸減少,直至99hpi細(xì)胞全部死亡。感染晚期(LPI)細(xì)胞類群出現(xiàn)在較低相位,這部分細(xì)胞在0-60hpi逐漸增加隨后減少直至消失。
腫瘤藥物藥效評估
腫瘤患者來源的異種移植(PDX)是進(jìn)行化療藥物敏感性和毒性評估的有效手段,對預(yù)測化療療效十分重要。在藥物處理下分泌到培養(yǎng)基中的亞細(xì)胞凋亡小體(ABs)和微泡(MVs),可作為藥物敏感性的標(biāo)志物。目前,實體瘤的體外藥物敏感性評估主要通過:一、對貼壁細(xì)胞進(jìn)行顯微鏡鏡檢分析ABs細(xì)胞的數(shù)量和形狀;二、流式細(xì)胞儀測量統(tǒng)計凋亡條件下ABs和細(xì)胞的數(shù)量,并根據(jù)熒光染色結(jié)果鑒定細(xì)胞大小并進(jìn)行分類。然而由于ABs復(fù)雜多樣,很難確定每種AB型的適配熒光染料并預(yù)估ABs對不同染料滲透動力學(xué)的依賴性,因此利用流式細(xì)胞儀量化細(xì)胞分解過程存在極大的挑戰(zhàn)。
不同濃度的吉西他濱誘導(dǎo)下PDAC細(xì)胞系的凋亡變化(顯微鏡鏡檢vs. 流式細(xì)胞術(shù)vs. Ampha Z32)
該研究通過不同方法評估了不同藥物濃度下PDAC細(xì)胞系的凋亡變化,結(jié)果表明實時微流控阻抗流式細(xì)胞儀可在不同的腫瘤微環(huán)境模型和藥物類型下高通量、非標(biāo)記、快速無損檢測ABs表型并追蹤細(xì)胞凋亡過程,進(jìn)而準(zhǔn)確評估藥物敏感性和毒性,是一個測量單細(xì)胞電生理學(xué)特性的有效工具,不僅免除了費力耗力的細(xì)胞收集和染色標(biāo)記過程,還可避免因染色不當(dāng)所造成的細(xì)胞凋亡。
納米材料毒性評估
納米材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、日用品、醫(yī)藥等各個領(lǐng)域的同時,已不可避免的給我們的環(huán)境和健康帶來不利影響。因此,為確保納米材料的安全性,促進(jìn)納米技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)行納米材料毒性評估十分必要且緊迫。Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞儀可以非標(biāo)記、高通量、快速評估納米材料的毒性,避免假陰性或假陽性的檢測結(jié)果,是一種可靠且經(jīng)濟高效的檢測方法。
U937細(xì)胞對NM-300K(Ag,100μg/ mL)的急性毒性效應(yīng)
微藻培養(yǎng)生產(chǎn)脂肪酸
微藻培養(yǎng)生產(chǎn)脂肪酸是一個復(fù)雜但有前景的生物技術(shù)過程。與其他類型的細(xì)胞相比,微藻細(xì)胞體積較小且具有自發(fā)熒光,傳統(tǒng)光學(xué)分析方法難度極大。Ampha X30實時微流控阻抗流式細(xì)胞儀基于細(xì)胞本身的電特性,不受自身熒光或細(xì)胞大小的影響,可以有效監(jiān)測生物反應(yīng)器中脂肪酸的過生產(chǎn)過程,幫助篩選合適的微藻種類、優(yōu)化培養(yǎng)條件(如光照、溫度、營養(yǎng)鹽濃度等)以實現(xiàn)高效、可持續(xù)的脂肪酸生產(chǎn)。
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產(chǎn)地:瑞士Amphasys