Echtzeit-unmarkerter Zellanalysator

Agilent xCELLigence RTCA SPEchtzeit-unmarkerter ZellanalysatorKontinuierliche Überwachung von Zellgesundheit, Verhalten und Funktion mit hoher Präzision, Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit mit unmarkerter Zellimpedanz. Das SP-Modell mit einer 96-Loch-Platte (E-Plate 96) ist ideal für die Charakterisierung der Zellgesundheit, immunzellvermittelte Tötung, virale zytopathische Effekte, Zytotoxizität, Zellhaftung, Zellbarrierfunktion (TEER), Zellsignalisierung (z. B. GPCR) und andere verwandte Anwendungen geeignet.

Agilent xCELLigence RTCA SPEchtzeit-unmarkerter ZellanalysatorBetrieb in einer Standard-CO2-Zellkultur mit einer Arbeitsstation außerhalb der Kultur. Die Überwachung des Zellverhaltens beginnt einfach mit der Impfung der Zelle und die Dynamikdaten in Echtzeit werden innerhalb eines Testfensters von Sekunden bis Tagen erhältlich. RTCA Software Pro ermöglicht eine einfache Online-Datenerfassung und Offline-Datenanalyse gemäß FDA 21 CFR Part 11.

Eigenschaft

Das xCELLigence RTCA SP-Modell kann eine 96-Loch-Platte betreiben

Messung der Zellgesundheit, der Vitalität oder der Reaktion auf die Behandlung mit hoher Empfindlichkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit

Erhalten Sie kontinuierliche Daten in hoher zeitlicher Auflösung (von Sekunden bis Tage) mit einer nicht-invasiven und nicht-markierten Echtzeit-Impedanz-Technologie

Einfacher Arbeitsablauf ermöglicht es dem Benutzer, Zellen zu E-Platten hinzuzufügen und dynamische Messungen unter physiologischen Bedingungen zu beginnen, um die manuelle Bedienungszeit so kurz wie möglich zu verkürzen

Die intuitive RTCA Software Pro analysiert Echtzeitdaten, generiert verschiedene Zeichnungstypen und berechnet automatisch Parameter wie Zelltödprozent, IC50 oder KT50

RTCA Software Pro erfüllt die Anforderungen der FDA 21 CFR Part 11, um die Zuverlässigkeit elektronischer Daten zu gewährleisten

Technik

Analyse der zellulären Impedanz

Die Zelltest-Methode, die zwischen dem reductionistischen biochemischen Nachweis und den in vivo-Experimenten im gesamten Organismus liegt, ist ein wichtiges Werkzeug in der grundlegenden und angewandten biologischen Forschung. Viele Zelltests sind jedoch weniger nützlich, weil (1) die Verwendung von Markern erforderlich ist, (2) eine kontinuierliche Überwachung nicht möglich ist (d. h. nur Endpunktdaten generiert werden können), (3) mit anderen orthogonalen Testmethoden nicht kompatibel ist und (4) keine objektiven / quantitativen Messungen bereitgestellt werden können. Jedoch wird jeder dieser Nachteile durch nicht-invasive, nicht-markierte und Echtzeit-Zellimpedanz-Tests überwunden.

Funktionseinheit zur Erkennung von Zellimpedanz

Die funktionelle Einheit der zellulären Impedanz-Erkennung ist eine Reihe von goldenen Mikroelektroden, die auf der unteren Oberfläche der Spuren-Titration-Platte (Abbildung 1) verschmelzen. Wenn diese Elektroden in eine leitfähige Lösung wie ein Puffer oder ein Standard-Gewebekulturmedium eingetaucht werden, wird durch das Auftragen von Elektroden über die Elektroden die Elektronen aus der negativen Pole herausfließen, durch den Körper der Lösung fließen und sich auf der Positive absetzen, wodurch die Schaltung abgeschlossen wird. Da dieses Phänomen von der Wechselwirkung der Elektrode mit dem Lösungs-Körper abhängt, behindern die Klebstoffzellen, die an der Elektrode-Lösung-Schnittstelle vorhanden sind, den Elektronenfluss. Die Größe dieser Impedanz hängt von der Anzahl der Zellen, der Größe und Form der Zellen und der Haftungsqualität der Zelle an die Matrix ab. Wichtig ist, dass weder die Oberfläche der goldenen Mikroelektroden noch das aufgebrachte Potential (22 mV) die Gesundheit oder das Verhalten der Zellen beeinflussen.

Impedanzelektroden

In jedem Loch der E-Plates von Agient decken goldene Mikroelektroden-Biosensoren 70 bis 80 Prozent der Oberfläche ab (je nachdem, ob ein Beobachtungsbereich vorhanden ist). Im Gegensatz zu den vereinfachten Elektrodenpaaren, die in Abbildung 1 dargestellt sind, sind die Elektroden in jedem Loch der E-Plates zu "Streifen" verbunden, um ein Kreuzungsarray zu bilden (Abbildung 2). Diese Anordnung ermöglicht die gleichzeitige Überwachung der Zellpopulation und ermöglicht somit die extrem empfindliche Erkennung der Anzahl der an der Platte befestigten Zellen, der Größe / Form der Zellen und der Haftungsmasse der Zellen und der Matrix.

Echtzeit-Impedanzkurven-Analyse

Die Impedanz der Elektronenströmung, die durch die Zellverklebung verursacht wird, wird durch einen skallosen Parameterzellindex (CI) ausgedrückt, in dem CI = (Impedanz des Zeitpunkts n - Impedanz ohne Zelle) / nominaler Impedanzwert ist. Abbildung 3 bietet ein allgemeines Beispiel für eine Echtzeit-Impedanz-Kurve während der Apoptose experimentelle Einstellung und Betrieb.

In den ersten Stunden, nachdem die Zellen zu den Kultivlöchern hinzugefügt wurden, stieg die Impedanz schnell an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zellen aus dem Zustand der Suspension fallen, sich auf der Elektrode absetzen und eine fokussierte Haftung bilden. Wenn zunächst eine geringere Anzahl von Zellen hinzugefügt wird und es freien Platz am Boden des Kulturlochs gibt, vermehren sich die Zellen, was zu einem allmählichen und stabilen Anstieg des Zellindexes (CI) führt. Wenn die Zellen einen convergenten Zustand erreichen, neigen die CI-Werte zu stabilisieren, was die nicht mehr veränderten Teile der Elektroden-Oberfläche widerspiegelt, die mit einer großen Anzahl von Medien in Kontakt stehen können. Zu diesem Zeitpunkt kann die Zugabe eines Apoptosinduktors dazu führen, dass der CI-Wert auf Null sinkt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zellen sich runden und vom Boden der Kulturbohrung abfallen. Während dieses allgemeine Beispiel das Hinzufügen von Medikamenten bei der Konvergenz der Zellen beinhaltet, ist die Impedanz-basierte Messmethode sehr flexible und kann auch die Geschwindigkeit und das Ausmaß bewerten, in dem die Zelle ursprünglich an der Elektrode haftet, oder die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Zellverpflanzung.

Zusammenhang der Impedanz mit zellulären Phänomenen

Die Technologie der Echtzeit-Zellanalyse (RTCA) bietet ein Mittel zur quantitativen Ermittlung der Zellzahl, der Reproduktionsrate, der Zellgröße/Morphologie und der Zellhaftungsqualität an die Matrix. Da diese physikalischen Eigenschaften eine Synthese von Tausenden verschiedener Gene / Proteinprodukte sind, ist die RTCA-Technologie in der Lage, den Gesundheitszustand und das Verhalten der Zellen äußerst umfassend zu reflektieren. Von der endotelialen Barrierefunktion über Chemotherapie bis hin zur filamentären Pseudopeddynamik und der immunzellvermittelten Zelllosung haben xCELLigence-Instrumente viele Aspekte von zellulären Phänomenen erfolgreich analysiert. Trotz seines breiten Anwendungsbereichs können xCELLigence-Tests sehr spezifische biochemische und zelluläre Phänomene untersuchen. Durch die rationale Verwendung von Kontroll- und / oder Ortogonal-Techniken können wir die Eigenschaften der Impedanzkurve mit bestimmten zellulären / molekularen Phänomenen verknüpfen. Um einen tieferen Einblick in die Art und Weise zu erhalten, wie diese Verbindung entsteht, und um die Empfindlichkeit und Vielseitigkeit der xCELLigence RTCA-Technologie zu erleben, besuchen Sie die zahlreichen spezifischen Anwendungen, die hier hervorgehoben werden.

Arbeitsprinzip

Erkennung des Zellverhaltens unter physiologischen Bedingungen in Echtzeit

Die xCELLigence RTCA-Geräte verwenden eine impedanzbasierte Technologie, die die Gesundheit und das Verhalten von Zellen in einer Standard-CO2-Zellkultur innerhalb von Sekunden bis Tagen kontinuierlich automatisch erkennt. Einfach fügen Sie die Zellen zu der E-Plate hinzu, um die Anzahl der Zellen, die Zellprogrammgröße, die Zellgröße, die Zellmormologie und die Zell-Matrix-Haftstärke in Echtzeit zu überwachen.

Technische Beschreibung der Zellimpedanz

Diese hochempfindliche Echtzeit-Zell-Impedanz-Analyse verwendet Mikrogoldenelektroden, die auf der Unterseite der E-Platte verschmelzt sind, um die Zelleigenschaften nicht invasiv zu erkennen. Klemmende Zellen, die an der Grenze zwischen der Elektrode und der Lösung vorhanden sind, behindern den Elektronenfluss. Die Stärke der Impedanz hängt von der Zellzahl, der Größe, der Form und der Haftstärke der Zell-Matrix ab. Die Oberfläche der Mikrogoldenelektrode und das eingesetzte Potenzial (22 mV) haben keinen Einfluss auf die Zellverhaltenheit und das Zellverhalten.

Einfacher und stabiler Inspektionsworkflow

Der xCELLigence RTCA-Workflow hilft den Anwendern, quantitative Analysedaten mit hoher Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit zu erhalten, während die manuelle Bearbeitungszeit erheblich reduziert wird. Fügen Sie einfach die Zellen in die E-Plate-Bohrplatte hinzu, um die Anzahl der Zellen, die Zellprogrammgröße, die Zellgröße, die Zellmormologie und die Festigkeit der Zell-Matrix-Haftung in Echtzeit zu erfassen. Verwenden Sie den einheitslosen Parameter Cell Index, um den durch die klebenden Zellen verursachten Zellstromwiderstand zu melden.

Anwendung

Immunzelltödungsprüfung

Die herkömmliche Immunzelltödungsprüfung ist zeitaufwendig und erfordert, dass Benutzer eine Vielzahl von Kombinationen von Technologien verwenden, um Daten über mehrere Zeitpunkte zu erfassen. Im Gegensatz dazu, unmarked xCELLigence RTCA-Instrument liefert umfassende Informationen über Immunzelltötung und nahezu simuliert die Aktivität in vivo. Immunzelltödliche Wirksamkeit mit hoher Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit direkt in Echtzeit erkennen. Dieser einfache Workflow mit hohem Durchsatz ermöglicht eine tiefgehende Untersuchung der Zellmechanismen, der kontinuierlichen Tötung und des Versagens.

Erkennung von Viruseffekten

Verwenden Sie Agilent xCELLigence RTCA-Instrumente zur präzisen Erkennung der zytopathischen Effekte (CPE) eines Virus in Echtzeit, um Ihre antiviralen Therapien oder Impfstoffentwicklungsforschung voranzutreiben, ohne zeitaufwendige, leere Fleckentests durchzuführen. Die automatische Überwachung der Virus-CPE innerhalb von Minuten bis Tagen reduziert die Arbeitslast und die manuelle Verarbeitung der Proben erheblich. Erkennen Sie die Dynamik der Zellprogrammation, bestimmen Sie den optimalen Zeitpunkt für eine Virusinfektion unter verschiedenen Zelldichten und bewerten Sie die durch Viren vermittelten Zytopathien im Arbeitsablauf.

Zytotoxizitätsanalyse

Ermittlung der zytotoxischen Wirkung eines Arzneimittels oder einer Verbindung durch Echtzeitüberwachung der Zellprogramm, der Zellgröße oder -morphologie und der Zell-Matrix-Haftstärke. Überwachen Sie die Dynamik der langfristigen Zellreaktionen mit dieser einfachen und hohen Durchsatz-Zytotoxizitätsanalyse. Treffen Sie informierte Entscheidungen über die Zellverarbeitungszeit, ohne die Arbeitslast zu erhöhen, und erzeugen Sie einfach Dosisreaktionskurven an mehreren Zeitpunkten.

Zellhaftungsprüfung

Primärer Krebs führt zu Millionen von Zellen, die während der Tumorbildung in das Kreislaufsystem fallen, die als zirkulierende Tumorzellen (CTCs) bekannt sind. CTCs können wieder haften, sich ausbreiten und an entfernte Organe übertragen werden. Mit xCELLigence RTCA können Sie die Adhäsionsdynamik verschiedener Zelltypen nachhaltig überwachen und einen tieferen Einblick in die Komplexität der Transformation erhalten. Quantitative Beurteilung der Haftung und Dehnung der Zellen in Echtzeit ohne Verwendung von Fluoreszenzreagenzien oder Farbstoffen.

Zelltransduktionsprüfung

G-Protein-gekoppelter Rezeptor (GPCR), RezeptorTyrosinkinase(RTK) oder Nukleohormon-vermittelte Signalisierung führt häufig zu biochemischen Veränderungen, die die Anzahl der vorhandenen Zellen, die Zellgröße / Form und die enge Interaktion der Zelle mit der Oberfläche der Bohrplatte beeinflussen. Mit xCELLigence RTCA können Sie die Veränderungen der Zellgröße, der Morphologie und der Proliferationsrate im Zuge der signalisierenden Ereignisse sensitiv erfassen. Diese unmarkerte kontinuierliche Überwachung ermöglicht eine quantitative Bewertung der zellulären Reaktionen in den ersten Minuten und Tagen nach der Behandlung.

Stammzellen-Tests

Die Stammzellenforschung hilft, die Krankheitsmechanismen zu verstehen, trägt zur Entwicklung der regenerativen Medizin bei und bietet eine alternative Möglichkeit, die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit neuer Medikamente zu testen. Verwenden Sie xCELLigence RTCA, um die Funktion von Stammzellenprodukten vorherzusagen und die Variabilität von Interplasmal Stammzellen (MSCs) zu bewerten, um die Herausforderungen in der Herstellung von Zelltherapie-Produkten zu überwinden. Erhöhen Sie die Analyseeffizienz erheblich mit weniger Zellen und erkennen Sie kontinuierlich die kombinierten Veränderungen der Zellzahl, der Haftstärke und der Morphologie, um Konsistenz in allen Phasen zu gewährleisten.

Funktionsanalyse der Zellbarriere

Die Funktion der Zellbarriere wird von Endotelzellen und Epithelzellen bereitgestellt und kann bei vielen Krankheitszuständen beeinträchtigt werden. Endothelizellen sind an der inneren Oberfläche von Blutgefäßen und Lymphgefäßen angeordnet. Epithelzellen bilden die Oberfläche unseres Körpers als Barriere, die den Körper vor fremden Molekülen schützt. Die impedanzbasierte xCELLigence RTCA-Detektionsmethode ist eine empfindliche quantitative Methode, die herkömmliche Methoden wie die Lösungsmittelpermeabilitätstest und die TEER-Detektion (Transendothelial Cell Resistance) ersetzt, um Barrierenbrüche zu erkennen.