NanoAnalytics公司推出的跨膜電阻實時無標記細胞動態分析儀即實時無標記細胞動態分析儀）——cellZscope是由電腦控制，全自動、長時間實時監測細胞層生理學參數的儀器，可實時輸出跨膜電阻（TEER）重要指標，一次監測樣品6/24/48/72/96個。尤其適用于細胞屏障（消化道、呼吸道、血腦屏障）特性，藥物轉運，納米藥物研發，中樞神經系統疾病，腫瘤等領域的研究。

應用領域：

☆  細胞屏障（血腦屏障、鼻黏膜及消化道屏障等）的特性

☆  上皮細胞、內皮細胞、貼壁細胞等的跨膜電阻測量

☆  緊密連接動力學

☆  新型藥物研發

☆  藥物或毒物對細胞屏障功能的影響

☆  腫瘤侵襲轉移

☆  免疫細胞在中樞神經系統疾病中的作用

設備特點：

☆  不干擾細胞正常生長環境--測量的數值更加真實

☆  超長時間全自動實時分析--測量的數據更加完整

☆  測量采用更寬的頻率范圍--擬合的數據更加精確

☆  構建的數理模型更加細致--電生理參數更加豐富

☆  可兼容多種類型培養插件--耗材選擇更加多樣化

基本參數：

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☆  可以直接讀取細胞屏障層的電阻值TEER (Ω.cm2)；

☆  *兼容常用廠家的Transwell細胞培養皿。包括BD，Biosciences，Corning，Bio-One，Millipore等。無儀器自帶耗材和其他額外耗材；

☆  細胞模塊可以同時容納6/24/48/72/96個培養皿。每個培養皿都有三種型號可選：小孔型（“24孔"型Transwell培養皿），中孔型（“12孔"型Transwell培養皿），大孔型（“6孔"型Transwell培養皿）；

☆  cellZscope細胞模塊是放置于標準的細胞培養箱中，實時動態監測，可以監測數秒到數周的細胞動態生物學行為變化。

技術原理：

表皮或內皮細胞之間通過緊密連接形成一層具選擇性的細胞屏障，細胞屏障不僅控制鄰近細胞間間隙對各種溶解物的擴散滲透率，而且調控跨細胞物質轉運。細胞屏障的存在一方面保護了機體免受有害物質的傷害，另一方面也限制了治療性藥物的進入。

細胞屏障的通透性可以通過跨膜電阻（即TEER，Transepithelial resistance)來反映，細胞屏障的通透性與跨膜電阻TEER之間的關系為：通透性越高TEER越低，反之亦然

4種不同型號可供選擇：cellZscopeE、cellZscope+、cellZscope2、cellZscope3

cellZscopeE

☆  入門級的cellZscopeE型號更靈活，如果您沒有較高的通量檢測，可以選擇cellZscopeE

☆  多達6個通道的TER檢測

☆  細胞培養環境下實時長時間檢測

☆  可以兼容多種transwell小室

☆  操作簡單，清洗方便

cellZscope+

☆  cellZscope+ 型號是德國nanoanalytics公司多年自動化細胞監控設備開發經驗的成果集中體現

☆  *和準確的阻抗結果讀取，全頻譜信息

☆  最大的靈活性，不同孔徑的細胞培養條件可供選擇

☆  可持續，易于使用和維護，不需特殊工具，細胞模塊上、下部分均可滅菌

☆  cellZscope+型號設計保證了簡單的操作和最大的靈活性。細胞模塊為研究人員提供了監測所有孔的完整的頂部和基底外側信息。

cellZscope2

☆  cellZscope2型號為基于阻抗的細胞監測提供了一些全新的體驗

☆  在時間分辨率達到了新的高性能基準。多通道數據采集使cellZscope2提供了最快、*的阻抗輸出

☆  特殊的易用性，更換培養基等細胞培養常規操作，無需插拔數據線，數據穩定性更高

☆  cellZscope2更快的性能允許更高的吞吐量。在實驗前，實驗中和實驗后，方便細胞模塊與控制模塊的數據對接

cellZscope3

☆  四個細胞模塊，每個有24個孔，可以連接到一個cellZscope3控制器，同時測量96個孔

☆  自動化的，快速的全程監控，獲得數天或數周的長期監測數據

☆  特殊的易用性，更換培養基等細胞培養常規操作，無需插拔數據線，數據穩定性更高

☆  時間分辨率高：cellZscope3每30秒完成單個細胞模塊即24孔的檢測

應用案例：

跨膜電阻實時無標記細胞動態分析儀可以檢測Caco-2細胞屏障的完整性

用跨膜電阻（TEER）值法檢測Caco-2細胞屏障的完整性。Caco-2細胞以5×103細胞/孔的密度接種于Transwell小室中。第一周每隔一天更換一次新鮮培養基，然后在接下來的兩周每天更換一次新鮮培養基。并使用NanoAnalytics公司 Cellzscope2軟件對所得實時數據進行分析。

Caco-2細胞培養19天后，細胞跨膜電阻值≥500 Ω·cm2，細胞形成一個完整的單層屏障，完整性通過Lucifer Yellow滲透性測試得到進一步得到證實，進而單層細胞屏障可用于下一步的運輸實驗。SRL和SRL NCs的細胞毒性呈濃度依賴性（圖1B）。SRL和SRL-NCs的半數最大抑菌濃度分別為147.51μg/mL和165.41μg/mL。在50μg/mL的SRL和SRL-NCs作用72h后，細胞存活率保持在80%以上。這表明本研究中使用的SRL濃度不會引起顯著的細胞毒性。因此，藥物對細胞活力的影響可以忽略不計。

轉運實驗采用完整緊密連接的腸上皮Caco-2細胞單層作為模型，SRL和SRL-NCs組的跨膜電阻（TEER）值（圖1D）在整個轉運過程中未顯示出任何顯著變化，表明在沒有緊密連接遭到破壞的情況下，Caco-2細胞單層的完整性得以維持。

將含藥物HBSS緩沖液和空白HBSS緩沖液分別添加到模型頂層（AP）和基底外側（BL）側，模擬藥物從GIT到血液的吸收和轉運途徑。也就是說，細胞層從GIT中運出藥物并將其輸送到血液/腸系膜淋巴。相反，當將藥物HBSS緩沖液添加到BL側和空白HBSS緩沖液添加到AP側時，模擬了動物血液進入腸腔的過程。計算出SRL-NCs的流出速率由于Papp、BL-AP/Papp、AP-BL與SRL顯著不同（圖1C）。原因可能是藥物被納米化后藥物變得更小，比表面積增加，因此跨單層的轉運顯著增強。另一種可能是細胞占據了整個SRL-NCs結構，因此與SRL組相比，通透性增強，SRL-NCs組AP→BL側Papp高5.6倍，外排率低。

圖1  SRL和SRL-NCs在Caco-2細胞單層屏障的轉運。（A）跨膜轉運實驗示意圖；（B）不同濃度SRL和SRL-NCs對Caco-2細胞活力的影響（n=6）。（C）SRL和SRL-NCs-Papp、A-B、Papp、B-A和Caco-2細胞單層的流出比（n=*6，*P<0.01）。（D）Caco-2細胞單層TEER值在整個轉運過程中的變化。數據表示為平均標準差

細胞屏障的特性

cellZscope可以連續監測細胞幾天甚至幾星期的生理狀態。從cellZscope所提供的跨膜電阻值（TEER）和電容值（Ccl）這兩個參數可以獲知當前的細胞狀態，包括融合度和分化度。CaCO2是源自人類結腸癌細胞系，通常用于藥物轉運研究，圖中cellZscope跟蹤記錄了CaCO2細胞層的形成和分化的信息，自動化的記錄了從接種細胞開始并持續觀察21天。

長時間監測細胞屏障的形成

緊密連接動力學

上皮細胞和內皮細胞的跨膜阻抗值與細胞間緊密連接密切相關。緊密連接可影響細胞間物質轉運過程。通過cellZscope測量細胞層跨膜電阻可以用于研究緊密連接動力學。圖示MDCK細胞對不同濃度的EGTA的反應。

細胞緊密動力學研究

免疫細胞在中樞神經系統疾病中的作用