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美國Axion公(gong)司Mastro Z實時無標(biao)(biao)記細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)析儀，是基于阻抗技術研發的第(di)三代無標(biao)(biao)記、實時、非侵入式細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)析設(she)備，于2019年秋季上(shang)市，其培養檢(jian)測一體(ti)機設(she)計、強大的全(quan)自(zi)動數據分(fen)析，成為(wei)長時間不間斷(duan)細(xi)胞(bao)(bao)檢(jian)測的有力工具。
高精準度——提供三個頻率下的實時參數，可以更清晰、更精確地了解細胞當前動態變化，例如細胞數量（細胞死亡）、細胞屏障（細胞間緊密連接被破壞）、GPCR離子通道（細胞外形可能變化）等；
全自動分析——內置強大的AxIS-Z數據分析軟件，無需人工計算，可實時得到KT50（半數殺傷時間）、柱狀圖、增殖、凋亡曲線等；
數據安全——Maestro Z自帶500G存儲空間，數據實時自動保存，雙通路備份檢測，確保重要數據不丟失；
數據合規——符合FDA頒布的21CFRPart 11，確保數據的合規，以備審查；
一體設計——內置智能環境倉，可在超凈臺里操作，無需額外CO2培養箱，節省空間。
追蹤免疫T細胞介導的細胞死亡
神經膠質瘤(liu)是一種惡性(xing)(xing)(xing)腦腫瘤(liu)，人(ren)體免疫系統中(zhong)的效應(ying)T細(xi)胞(bao)，有著高(gao)特異(yi)性(xing)(xing)(xing)和固有的細(xi)胞(bao)毒(du)性(xing)(xing)(xing)，在未來的腦膠質瘤(liu)研究中(zhong)被人(ren)們寄予(yu)很高(gao)的期望。Maestro Z的阻抗測試(shi)有著高(gao)靈敏、無標記及(ji)無損的特點，為(wei)連續(xu)監控(kong)腫瘤(liu)細(xi)胞(bao)增殖和免疫細(xi)胞(bao)介導的細(xi)胞(bao)毒(du)性(xing)(xing)(xing)提供了(le)可能，因而被用來評估免疫效價(jia)。
如左(zuo)圖所(suo)示，我(wo)們將(jiang)惡性膠質母細胞瘤細胞株U87MG，以三(san)種不(bu)同的(de)(de)(de)(de)細胞密(mi)度及四重(zhong)復的(de)(de)(de)(de)形式，分成(cheng)12個樣本種到CytoView-Z阻抗(kang)板內(nei)。使用Maestro Z對(dui)其阻抗(kang)值(zhi)變化持續監(jian)測24小時(shi)后，以10:l的(de)(de)(de)(de)比(bi)例將(jiang)被激活的(de)(de)(de)(de)人T細胞加入到這些(xie)樣本孔內(nei)，后續能夠觀(guan)察到阻抗(kang)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)降低。這和(he)預期中的(de)(de)(de)(de)T細胞介(jie)導(dao)U87細胞裂解(jie)效應(ying)是一致的(de)(de)(de)(de)。對(dui)比(bi)之下，那些(xie)未經處理的(de)(de)(de)(de)腫(zhong)瘤細胞樣本（淺(qian)藍色顯示），某同時(shi)段測得(de)的(de)(de)(de)(de)阻抗(kang)值(zhi)則繼續上(shang)升。
中圖顯示了在(zai)(zai)這三種(zhong)處理(li)條件(jian)下（不同的(de)T細(xi)胞(bao)(bao)數(shu)量）檢測到的(de)實(shi)時細(xi)胞(bao)(bao)裂解比例。在(zai)(zai)這基礎上，我們就(jiu)能如右(you)圖所示，對每種(zhong)處理(li)方(fang)案(an)的(de)KT50值（裂解50%腫瘤細(xi)胞(bao)(bao)所需時間）進行(xing)計算。可以看到，要達到更快(kuai)的(de)U87MG細(xi)胞(bao)(bao)殺傷速度，我們就(jiu)需要更高(gao)的(de)T細(xi)胞(bao)(bao)密(mi)度。
細胞毒性的動態研究
當需(xu)要測試新藥(yao)時，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)終點法(fa)實驗只能(neng)區分細(xi)胞(bao)(bao)樣(yang)本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)死活(huo)，而無(wu)法(fa)了解細(xi)胞(bao)(bao)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動態(tai)過(guo)程(cheng)并對背后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)做(zuo)出(chu)解釋。Maestro Z所提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)標記、非侵入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)連續(xu)監控能(neng)力，得以(yi)捕捉到細(xi)胞(bao)(bao)毒性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)程(cheng)。不僅能(neng)看到毒性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度，還能(neng)揭示(shi)其(qi)動態(tai)學和(he)細(xi)胞(bao)(bao)死亡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速率。通過(guo)這些細(xi)胞(bao)(bao)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動態(tai)表現，更容易洞悉(xi)一個藥(yao)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效力及作(zuo)用機(ji)理(li)。
例如(ru)用Doxorubicin（阿霉素）處理A549細(xi)胞(bao)(bao)（人非小(xiao)細(xi)胞(bao)(bao)肺癌細(xi)胞(bao)(bao)）后，阻抗測試揭示了樣(yang)本的(de)(de)動(dong)態反應(ying)(ying)（左圖為實(shi)時連續檢測結(jie)果，中圖為虛線(xian)處單個時間點的(de)(de)讀數）。在同一(yi)塊(kuai)板上，我們可(ke)以將Doxorubicin處理組(zu)的(de)(de)阻抗數據(ju)和細(xi)胞(bao)(bao)生長組(zu)（未加藥(yao)對照(zhao)）及細(xi)胞(bao)(bao)死(si)亡組(zu)（加入Tergazyme清潔劑）的(de)(de)相關數據(ju)做比對，從而得知Doxorubicin導致細(xi)胞(bao)(bao)溶解比例的(de)(de)實(shi)時效應(ying)(ying)，并能夠覆蓋藥(yao)物反應(ying)(ying)的(de)(de)整個過程。
細胞樣本專屬功能檔案
基于(yu)(yu)各(ge)自不(bu)同的(de)生物(wu)學功能(neng)(neng)，細(xi)(xi)胞(bao)樣本間的(de)生長、貼附及互作會(hui)有所不(bu)同。這些特(te)性共同構成(cheng)了一個獨特(te)的(de)細(xi)(xi)胞(bao)檔案。Maestro Z可(ke)以(yi)記錄這些信(xin)息，并基于(yu)(yu)細(xi)(xi)胞(bao)各(ge)種(zhong)(zhong)特(te)性（如種(zhong)(zhong)類、密度、形態和(he)貼附）的(de)不(bu)同來將它們分(fen)開(kai)歸(gui)檔。細(xi)(xi)胞(bao)功能(neng)(neng)檔案可(ke)被(bei)用于(yu)(yu)細(xi)(xi)胞(bao)質控、純度分(fen)析、量化生長速率和(he)優(you)化實驗啟動時(shi)間點等方面。這些功能(neng)(neng)的(de)實現無需復雜(za)的(de)實驗設定和(he)分(fen)析。只需一個按鍵，Maestro Z系統就能(neng)(neng)穩定測試環境(jing)，長時(shi)間非侵入(ru)地(di)監測細(xi)(xi)胞(bao)，提供實時(shi)的(de)生長曲(qu)線和(he)簡明的(de)終點圈示。
我們將Hela細(xi)胞按照不同密度(du)種(zhong)入Maestro Z系統(tong)專用(yong)的(de)CytoView-Z阻抗(kang)測試板內，并對(dui)其(qi)(qi)貼附(fu)、伸(shen)展及(ji)增殖的(de)不同生長(chang)階(jie)段(duan)開展監測。如(ru)左圖(tu)所示，可(ke)(ke)(ke)以看到對(dui)應(ying)于這些階(jie)段(duan)的(de)實時(shi)(shi)阻抗(kang)記錄。其(qi)(qi)中(zhong)任意(yi)時(shi)(shi)間的(de)終點數據（如(ru)第(di)16個(ge)小時(shi)(shi)）都可(ke)(ke)(ke)以以柱(zhu)狀圖(tu)的(de)形式單獨(du)表示出(chu)來（如(ru)中(zhong)圖(tu)）。而從右圖(tu)可(ke)(ke)(ke)以看出(chu)Hela、A549、Calu-3這三(san)種(zhong)不同細(xi)胞的(de)生長(chang)曲線都不盡相同。
感知受體介導的快速信號傳導
經由信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳導(dao)通路，細胞(bao)能夠(gou)接收外界的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)息。胞(bao)外信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)分(fen)子與細胞(bao)表(biao)面的(de)(de)對(dui)應受體結(jie)(jie)合后(hou)，細胞(bao)內的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳導(dao)就會被觸發，并最(zui)終決(jue)定細胞(bao)的(de)(de)行(xing)為(wei)。跨膜受體中的(de)(de)最(zui)大家(jia)族(zu)是G蛋白偶聯(lian)受體(GPCRs）。被結(jie)(jie)合后(hou)，它們將(jiang)導(dao)致(zhi)細胞(bao)構象的(de)(de)改(gai)變(bian)并引起下游(you)的(de)(de)一系列反應。這些細微的(de)(de)變(bian)化(hua)通常發生(sheng)迅速，但其(qi)對(dui)細胞(bao)生(sheng)理的(de)(de)重大影響卻能夠(gou)持續幾分(fen)鐘至(zhi)幾個小時。通過(guo)阻抗檢測，我們能夠(gou)將(jiang)其(qi)捕獲并量化(hua)。Maestro Z的(de)(de)高靈(ling)敏度及連續監測特性，賦予您測試細胞(bao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳導(dao)動(dong)態的(de)(de)能力(li)，無論這個過(guo)程(cheng)有多久。
如左圖(tu)(tu)所示(shi)，我們(men)將(jiang)Calu-3細(xi)胞(bao)培(pei)養在阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)檢測板中，隨后(hou)加入不(bu)同(tong)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)異丙腎(shen)上腺素(su)（一種強效β腎(shen)上腺素(su)受體拮(jie)抗(kang)(kang)劑，圖(tu)(tu)中青(qing)色(se)所示(shi)），并觀察阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)值的(de)實時(shi)變(bian)化。如果(guo)我們(men)將(jiang)20分鐘時(shi)間點(dian)的(de)數據做成柱狀圖(tu)(tu)（如中圖(tu)(tu)所示(shi)），可(ke)以看到(dao)最高藥物濃(nong)度(du)(du)(du)組的(de)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)值在那時(shi)已經降到(dao)了最低(di)，而最低(di)藥物濃(nong)度(du)(du)(du)組則已經回復到(dao)了基線值。我們(men)還可(ke)以探索不(bu)同(tong)機(ji)理的(de)化合物對于細(xi)胞(bao)信(xin)號傳導的(de)不(bu)同(tong)作用。如右圖(tu)(tu)所示(shi)，橙色(se)標識(shi)的(de)組胺處(chu)理組（100µM）很(hen)迅速地出現(xian)了短時(shi)間的(de)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)值降低(di)；而灰色(se)標識(shi)的(de)細(xi)胞(bao)松(song)弛素(su)處(chu)理姐(jie)，由于其細(xi)胞(bao)周期停止及肌動(dong)蛋白合成受抑制(zhi)，則表現(xian)出前高后(hou)低(di)的(de)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)變(bian)化規律(lv)。
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