實(shí)時(shí)微流控阻抗流式細(xì)胞儀

高通量 多參數(shù) 非標(biāo)記 實(shí)時(shí)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(dòng)/植物細(xì)胞、細(xì)菌、酵母、孢子、藻類、體細(xì)胞等)

高效性：實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)流動(dòng)態(tài)單細(xì)胞的高通量、連續(xù)、無損阻抗檢測，實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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)域中需要的強(qiáng)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(shí)將產(chǎn)生不同的電阻抗信號(hào)，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(hào)（藍(lán)色實(shí)部即電阻信號(hào)，綠色虛部即容性電抗信號(hào)），細(xì)胞膜完整性決定容性電抗的大小，故可通過虛部信號(hào)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(diǎn)圖反映出來。

                                                    Ampha X30信號(hào)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：酒飲品的釀造、生物燃料的生產(chǎn)、奶酪/酸奶的生產(chǎn)、疫苗等藥物的生產(chǎn)

生物醫(yī)學(xué)：腫瘤診斷、腫瘤機(jī)制研究、細(xì)胞信號(hào)調(diào)控、細(xì)胞免疫、臨床即時(shí)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3. 感染桿狀病毒（BV）后Sf9昆蟲細(xì)胞的變化（Ampha X30與Countess™自動(dòng)細(xì)胞計(jì)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。

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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(shí)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(shí)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(gè)小時(shí)活性標(biāo)準(zhǔn)（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(huì)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(shí)時(shí)評(píng)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(shí)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(dòng)（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：

                                   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(jī)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(shí)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(shí)內(nèi)始終保持高活性，之后才逐漸下降。Ampha X30實(shí)時(shí)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(shí)檢測腫瘤細(xì)胞生理特性的變化，準(zhǔn)確評(píng)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(dòng)物細(xì)胞，特別是哺乳動(dòng)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(dòng)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(diǎn)疊加圖，散點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)時(shí)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(shí)間。

 如案例所示，Sf9昆蟲細(xì)胞在感染BV后的數(shù)小時(shí)（hpi）內(nèi)，Ampha X30細(xì)胞分析儀所獲得的相位-振幅散點(diǎn)圖可明顯分離出三個(gè)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）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(píng)估

腫瘤患者來源的異種移植(PDX)是進(jìn)行藥物敏感性和毒性評(píng)估的有效手段，對預(yù)測療效十分重要。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(shí)體瘤的體外藥物敏感性評(píng)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(jì)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(dòng)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)。

該研究通過不同方法評(píng)估了不同藥物濃度下PDAC細(xì)胞系的凋亡變化，結(jié)果表明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(píng)估藥物敏感性和毒性，是一個(gè)測量單細(xì)胞電生理學(xué)特性的有效工具，不僅免除了費(fèi)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(píng)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(gè)領(lǐng)域的同時(shí)，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(píng)估十分必要且緊迫。Ampha X30可以非標(biāo)記、高通量、快速評(píng)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(jì)高效的檢測方法。

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(gè)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(shí)現(xiàn)高效、可持續(xù)的脂肪酸生產(chǎn)。

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