阻抗流式細(xì)胞儀的應(yīng)用：區(qū)分存活和凋亡中國倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞
測量生物細(xì)胞隨頻率變化的電阻抗，即電阻抗譜（EIS），在區(qū)分不同類型或不同狀態(tài)的細(xì)胞方面顯示出巨大的潛力。這種非標(biāo)記和非侵入性技術(shù)可與微流控技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)快速的單細(xì)胞分析。EIS結(jié)合微流控技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例包括分析白細(xì)胞亞群、區(qū)分病變紅細(xì)胞與健康紅細(xì)胞以及干細(xì)胞分化研究。本研究利用Ampha Z32 阻抗流式細(xì)胞儀（Amphasys，瑞士）在 0.3 至 30 MHz 頻率范圍內(nèi)測量了中國倉鼠卵巢 CHO 細(xì)胞在營養(yǎng)缺乏條件下逐漸凋亡時阻抗振幅和相位的變化。然后采用了CHO 細(xì)胞雙殼模型和靈敏度分析，確定了最佳測量頻率和外部介質(zhì)電導(dǎo)率，從而成功區(qū)分存活和凋亡的 CHO 細(xì)胞。
當(dāng)單個細(xì)胞流經(jīng)微流控芯片的兩組平行電極時，阻抗流式細(xì)胞儀將測量微流體通道中單細(xì)胞的多頻阻抗。電場中活細(xì)胞的等效電路由電阻（細(xì)胞質(zhì)）和電容（細(xì)胞膜）組成，在笛卡爾坐標(biāo)系中，阻抗Z（ω）可以描述為實(shí)部分Zr（ω）或電阻與虛部分Zi（ω）或容性電抗的矢量和。
相位角（θ）描述電阻和電抗之間的關(guān)系：
阻抗指數(shù)即振幅表示為：
在β-色散頻率區(qū)域，假設(shè)細(xì)胞體積與電極測量體積相比較小（體積分?jǐn)?shù)較小），測量的差分阻抗（以一組電極為參考）與細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)
有關(guān)，如下所示：
：外部介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)；ε ：角頻率；φ：體積分?jǐn)?shù)；KCM：克勞修斯-莫索提系數(shù)；K：電極常數(shù)；ε ̃_cell：單殼或雙殼模型介電常數(shù)（與細(xì)胞特性相關(guān)）。
本次研究在較高頻率下測得的阻抗顯示，在0時有一個存活細(xì)胞群，而在營養(yǎng)缺乏 48 小時后，存活細(xì)胞和凋亡細(xì)胞有兩個不同的細(xì)胞群。這一結(jié)果與介電泳測量技術(shù)的測量結(jié)果一致。而與介電泳相比，EIS 的優(yōu)勢在于可同時進(jìn)行多頻率測量，從而提供更廣泛的細(xì)胞生理狀態(tài)信息。該方法可廣泛用于生物制藥行業(yè)，對生物過程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測
— 原文閱讀 —
Salimi E, Bergin A, Thomson D, et al. Radio Frequency Electrical Impedance Spectroscopy of Chinese Hamster Ovary Cells[J].
圖1B 阻抗流式細(xì)胞儀（Ampha Z32，Amphasys AG）信號的采集和轉(zhuǎn)導(dǎo)
A）細(xì)胞在不同頻率的交流電場中的檢測結(jié)果，低頻下反映細(xì)胞的體積特性，高頻下反映細(xì)胞膜的介電特性即細(xì)胞活性；B) 微流控芯片；C）流經(jīng)交流電場的細(xì)胞的阻抗信號（藍(lán)色實(shí)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(diǎn)圖反映出來當(dāng)單個細(xì)胞流經(jīng)微流控芯片的兩組平行電極時，阻抗流式細(xì)胞儀將測量微流體通道中單細(xì)胞的多頻阻抗。電場中活細(xì)胞的等效電路由電阻（細(xì)胞質(zhì)）和電容（細(xì)胞膜）組成，在笛卡爾坐標(biāo)系中，阻抗Z（ω）可以描述為實(shí)部分Zr（ω）或電阻與虛部分Zi（ω）或容性電抗的矢量和。
相位角（θ）描述電阻和電抗之間的關(guān)系：
阻抗指數(shù)即振幅表示為：
在β-色散頻率區(qū)域，假設(shè)細(xì)胞體積與電極測量體積相比較小（體積分?jǐn)?shù)較小），測量的差分阻抗（以一組電極為參考）與細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)
：外部介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)；ε ：角頻率；φ：體積分?jǐn)?shù)；KCM：克勞修斯-莫索提系數(shù)；K：電極常數(shù)；ε ̃_cell：單殼或雙殼模型介電常數(shù)（與細(xì)胞特性相關(guān)）。本次研究在較高頻率下測得的阻抗顯示，在0時有一個存活細(xì)胞群，而在營養(yǎng)缺乏 48 小時后，存活細(xì)胞和凋亡細(xì)胞有兩個不同的細(xì)胞群。這一結(jié)果與介電泳測量技術(shù)的測量結(jié)果一致。而與介電泳相比，EIS 的優(yōu)勢在于可同時進(jìn)行多頻率測量，從而提供更廣泛的細(xì)胞生理狀態(tài)信息。該方法可廣泛用于生物制藥行業(yè)，對生物過程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測
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Salimi E, Bergin A, Thomson D, et al. Radio Frequency Electrical Impedance Spectroscopy of Chinese Hamster Ovary Cells[J].
標(biāo)簽：
阻抗流式細(xì)胞儀 倉鼠卵巢 CHO細(xì)胞
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