型號(hào):DEP

品牌:3dep

3D細(xì)胞介電電泳分析系統(tǒng)

微電極結(jié)構(gòu)開發(fā)的進(jìn)展已導(dǎo)致使用非均勻交流電場(chǎng)對(duì)細(xì)胞，微生物和其他生物顆粒進(jìn)行介電電泳表征和分選的新技術(shù)。 這些方法利用了細(xì)胞的介電極化率的差異來實(shí)現(xiàn)其有效性，控制這些性質(zhì)的因素包括膜和任何細(xì)胞壁的電導(dǎo)率和介電常數(shù)，與表面電荷相關(guān)的雙電層，細(xì)胞形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 介電泳的應(yīng)用包括細(xì)菌，活細(xì)胞和不活細(xì)胞，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞以及紅細(xì)胞和白細(xì)胞的混合物的選擇性空間操縱和分離。

1. 系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)是個(gè)的、功能更強(qiáng)大的、更簡(jiǎn)單的技術(shù)細(xì)胞介電電泳分析系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于干細(xì)胞的分化、癌細(xì)胞及細(xì)菌抗性的檢測(cè)、癌細(xì)胞凋亡的快速檢測(cè)、病毒顆粒的特性檢測(cè)、水質(zhì)的檢測(cè)、酵母細(xì)胞的存活狀態(tài)快速檢測(cè)，穿膜藥物對(duì)血細(xì)胞的影響等。

2. 基本原理

細(xì)胞在高頻不均勻電場(chǎng)作用下產(chǎn)生極化，不同的細(xì)胞由于介電特性、電導(dǎo)率、形狀不同而感應(yīng)出不同的偶電極，因此受到不同介電力的作用.

（如圖1.所示）。

圖1.電場(chǎng)變化對(duì)微粒產(chǎn)生不同的作用力

PositiveDEP-正介電泳力，Negative DEP-負(fù)介電泳力

3.  系統(tǒng)亮點(diǎn)概述

通過測(cè)量細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度，可得到細(xì)胞的介電特性；可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行無(wú)物理接觸的選擇性操縱、定位、分離。

3.1對(duì)細(xì)胞進(jìn)行無(wú)物理接觸操縱、定位、分離。

    對(duì)細(xì)胞無(wú)損傷，保證細(xì)胞后續(xù)實(shí)驗(yàn)安全

 3.2無(wú)需試劑或其他添加劑

    既節(jié)約日后的使用成本，又能保證細(xì)胞不收試劑的干擾，保證實(shí)驗(yàn)細(xì)胞的原生態(tài)。

3.3功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單，快速

3DEPtech是目前的介電電泳分析系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，應(yīng)用涉及新藥研發(fā)、樣品準(zhǔn)備、診斷、體外細(xì)胞毒性檢測(cè)等方面，操作簡(jiǎn)單，只需簡(jiǎn)單的三個(gè)步驟。傳統(tǒng)的介電電泳使用的是微組裝設(shè)備，只能一次分析一個(gè)樣品，耗時(shí)2-3 h，而3DEPtech 使用的是配套的DEP-well多孔板，一次能同時(shí)分析20個(gè)樣品，只需要10 s。另外相比于傳統(tǒng)的細(xì)胞介電電泳分析系統(tǒng)，3DEPtech增加了電極的面積，增加了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

圖3.DEP-Well使用

3.4*無(wú)需化學(xué)標(biāo)記，測(cè)后樣品無(wú)損傷，保證繼續(xù)后續(xù)操作

  傳統(tǒng)的分子標(biāo)記方法是檢測(cè)細(xì)胞的化學(xué)變化，而DEP對(duì)細(xì)胞的生理變化比較敏感，如細(xì)胞胞質(zhì)的離子成分和組成，膜電位，膜電導(dǎo)，細(xì)胞形態(tài)、大小、形狀等，這些變化做標(biāo)記比熒光標(biāo)簽更有優(yōu)勢(shì)，能更快更早更準(zhǔn)確的檢測(cè)出細(xì)胞的變化，費(fèi)用更低；DEP檢測(cè)細(xì)胞的生理變化，操作對(duì)細(xì)胞樣品*無(wú)損傷，操作后可以收回繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)，減少了重復(fù)制備樣品的繁雜步驟。

3.5 DEP-well采用的光譜技術(shù)。

   3DEP是一種新的光密度檢測(cè)系統(tǒng)，DEP-well技術(shù)核心是DEP光譜技術(shù)，光譜信號(hào)可以提供很多細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)的信息，可以檢測(cè)細(xì)胞在電場(chǎng)中的變化，是細(xì)菌或細(xì)胞極化的指標(biāo)，根據(jù)細(xì)胞或細(xì)菌的性狀不同，光譜范圍可以調(diào)整，增大了實(shí)用性，可以檢測(cè)不同的生物顆粒，簡(jiǎn)化了操作步驟及減少了費(fèi)用，可以直接檢測(cè)樣品的生理變化，減少了假陽(yáng)性或假陰性的產(chǎn)生。

圖4.DEP光譜

A typical DEP spectrum. Analysis allowsdetermination of the membrane resistance (blue) and capacitance (red), andcytoplasm conductivity (lime).

3.6一次性DEP-well 多孔設(shè)計(jì)，無(wú)交叉污染風(fēng)險(xiǎn)

設(shè)備使用的DEP-well是與設(shè)備配套的多孔板，使用新方法設(shè)計(jì)，價(jià)格便宜，一次性使用，不用擔(dān)心交叉污染的問題，可以一次測(cè)取不同的樣品，每個(gè)樣品設(shè)置多個(gè)平行對(duì)照；應(yīng)用范圍比較廣泛涉及到生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)畜業(yè)、制藥等領(lǐng)域，應(yīng)用細(xì)胞凋亡、干細(xì)胞分化、腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)。

3.7高通量連續(xù)快速分離不同細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞分選。

不同的細(xì)胞性狀不同，在電場(chǎng)中被極化產(chǎn)生的介電力的方向和大小也不同，根據(jù)介電電泳原理，利用3DEPtech就可以快速分離不同的細(xì)胞，達(dá)到對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分選的目的；此設(shè)備分離細(xì)胞的效率達(dá)到mL/min，可以根據(jù)使用者的需求調(diào)整。

圖5.微粒的分離

4. 應(yīng)用領(lǐng)域

5. 主要參數(shù)

主要檢測(cè)指標(biāo)：細(xì)胞形態(tài)，細(xì)胞膜變化、細(xì)胞質(zhì)導(dǎo)電率，細(xì)胞膜表面電導(dǎo)率及電容

芯片：1.0mm一次性芯片（20片裝），每片20孔，每孔可容納1000個(gè)細(xì)胞
芯片體積：<150μL

頻率范圍：0.5kHz到45Mhz
幅度：0 – 20 V peak to peak

電    壓：交流電壓

檢測(cè)時(shí)間：10s

檢測(cè)方式：一次多孔檢測(cè)，采用光譜技術(shù)，DEP Reader讀取

使人們可以更好地理解細(xì)胞的電生理學(xué)：

膜電導(dǎo)描述了膜通過其或在其周圍傳導(dǎo)電荷的能力。 它可能會(huì)受到膜表面電荷，離子通道活性和膜形態(tài)的影響； 可以確定后一個(gè)原因，即有效膜電容存在類似變化，通常認(rèn)為該變化幾乎*受膜形態(tài)的影響。 乘以細(xì)胞表面積，得出細(xì)胞電生理學(xué)中常用的全細(xì)胞電導(dǎo)率參數(shù)。

有效的膜電容

有效的膜電容描述了膜存儲(chǔ)電荷的能力。盡管通常膜的組成變化很?。ㄒ虼?，一小塊膜可以存儲(chǔ)的電荷量保持近似恒定），但是該模型假定表面是臺(tái)球光滑且球形的。與此背離的情況（例如，當(dāng)細(xì)胞表面被氣泡，微絨毛或內(nèi)陷物覆蓋時(shí)）意味著實(shí)際上存在的膜比預(yù)期的多，這意味著存儲(chǔ)了更多的電荷。這在模型中顯示為每單位單元面積有效膜電容的升高值。自然地，這使該參數(shù)成為細(xì)胞表面形態(tài)的很好指標(biāo)；如果一個(gè)單元實(shí)際上是的球形，我們可以預(yù)期每單位面積的電容為8mFm-2，比例增加表示面積的比例增加也差不多。近的工作表明，某些改變膜成分的細(xì)胞機(jī)制（例如糖基化）可以在不改變形態(tài)的情況下發(fā)揮作用，但是常見的解釋是形態(tài)學(xué)。這是區(qū)分細(xì)胞的非常有效的方法-包括觀察分化中的干細(xì)胞的變化或癌細(xì)胞與健康細(xì)胞之間的差異。在解釋膜電導(dǎo)的變化時(shí)，也可用于識(shí)別形態(tài)變化。與電導(dǎo)率一樣，乘以面積即可得出細(xì)胞電生理中常用的全細(xì)胞電容

細(xì)胞內(nèi)電導(dǎo)率度量

細(xì)胞內(nèi)電導(dǎo)率是細(xì)胞質(zhì)中離子電荷的量度，可以自由移動(dòng)并因此有助于傳導(dǎo)。它與膜電位有關(guān)。細(xì)胞質(zhì)的電導(dǎo)率與細(xì)胞中正電荷和負(fù)電荷的總和有關(guān)，而膜電位則來自于正電荷和負(fù)電荷數(shù)目的差異。因此，它是改變離子濃度或離子通道活性的有用標(biāo)記。它也是細(xì)胞通透性的非常有用的標(biāo)記。當(dāng)細(xì)胞膜變得可滲透時(shí)，出現(xiàn)的孔允許細(xì)胞內(nèi)部和外部之間連接，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電導(dǎo)率迅速下降。它也是凋亡的有用標(biāo)志物，因?yàn)榈蛲黾?jí)聯(lián)反應(yīng)中的個(gè)事件是離子外排和水外排，這兩種情況均可顯著改變電導(dǎo)率（前者下降，后者上升）。實(shí)際變化取決于細(xì)胞類型和凋亡誘導(dǎo)劑，但變化通常很明顯。如果將1除以細(xì)胞內(nèi)電導(dǎo)率，則可得出細(xì)胞電生理中常用的細(xì)胞質(zhì)電阻率參數(shù)。

鑒別細(xì)胞癌性或非癌性

有時(shí)，樣品將包含兩種或多種具有*不同的電特性的細(xì)胞類型的混合物。如果存在兩個(gè)或三個(gè)這樣的總體，則可以對(duì)其中兩個(gè)進(jìn)行建模。例如，在凋亡研究中，常見的是凋亡小體的形成，凋亡小體通常以半徑為0.5-1μm的第二種群出現(xiàn)，且細(xì)胞內(nèi)電導(dǎo)率低于正常水平。盡管這不是直接的比較方法（因?yàn)檫@兩個(gè)種群的大小和吸光度不同），但這兩個(gè)種群的比率卻指示了它們的相對(duì)濃度。我們已經(jīng)成功地在同一樣本中對(duì)三個(gè)總體進(jìn)行了建模，盡管這需要非常高質(zhì)量的光譜，這可以通過使用提供的軟件對(duì)許多不同光譜求平均來獲得。在種群非常異質(zhì)的地方，例如從口腔拭子采集的臨床樣本中，無(wú)法確定所有種群的特性；但是，可以使用3DEP軟件根據(jù)不同的色散特性來區(qū)分不同的樣本。在不需要確定實(shí)際電生理參數(shù)的情況下，已使用此技術(shù)將臨床樣品分類為癌性或非癌性。