ATA-2022B功率放大器行業應用分享:細胞表征新角度--微流控細胞形變觀測法
微流控技術是一種通過微小的通道和微型裝置對流體進行精確操控和分析的技術。它是現代醫學技術發展過程中的一種重要的生物醫學工程技術,具有廣泛的應用前景和重要性。它在高通量分析、個性化醫療、細胞篩選等方面有著巨大的潛力,Aigtek安泰電子今天就將為大家分(fen)享(xiang)一篇微流控(kong)領域研究成果,一起接著往下看吧~
細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)表型是(shi)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)內部(bu)(bu)結構變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)重要指標(biao),它(ta)與細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)狀態(tai)和細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)功能(neng)密(mi)切(qie)相關(guan)。力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)特性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)能(neng)反映包括細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)周期進展(zhan)、惡性(xing)(xing)腫(zhong)瘤、白細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)活(huo)化(hua)(hua)和干(gan)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)分化(hua)(hua)等細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)活(huo)動過(guo)程。同時(shi),細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)測量能(neng)擺脫對(dui)(dui)(dui)外(wai)(wai)部(bu)(bu)標(biao)簽(例如熒光(guang)染(ran)料)的(de)(de)(de)(de)(de)依賴。因此,它(ta)構成了(le)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)鑒定的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)重要的(de)(de)(de)(de)(de)非侵(qin)入性(xing)(xing)生物(wu)標(biao)志量。此外(wai)(wai),由于(yu)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)表型決定了(le)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)對(dui)(dui)(dui)其(qi)周遭環(huan)境力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)大小,細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)還可以為(wei)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)生命(ming)活(huo)動過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)觀測提(ti)供一(yi)個(ge)新穎的(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)物(wu)理視角。傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)檢測利用(yong)原子(zi)力(li)(li)(li)(li)(li)顯(xian)微鏡、微吸管抽吸、光(guang)學(xue)(xue)拉(la)伸(shen)和平行板流(liu)變(bian)學(xue)(xue)等方(fang)法,來量化(hua)(hua)暴露于(yu)外(wai)(wai)部(bu)(bu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)下的(de)(de)(de)(de)(de)單個(ge)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)。這(zhe)(zhe)些(xie)方(fang)法可以評(ping)估力(li)(li)(li)(li)(li)在時(shi)間軸(zhou)上的(de)(de)(de)(de)(de)響(xiang)應(ying)狀況,并能(neng)夠提(ti)取(qu)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理特性(xing)(xing),如彈性(xing)(xing)模量或粘度。然而(er),這(zhe)(zhe)些(xie)方(fang)法受到技術要求高(gao),流(liu)程耗時(shi)長的(de)(de)(de)(de)(de)限制(zhi),很難在專業實驗室(shi)以外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)實現高(gao)通量的(de)(de)(de)(de)(de)測量。在這(zhe)(zhe)種情況下,基于(yu)微流(liu)空的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法則是(shi)一(yi)個(ge)很有吸引力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇。微流(liu)控系統(tong)可以通過(guo)監測細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)在外(wai)(wai)力(li)(li)(li)(li)(li)作用(yong)下的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)變(bian)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)進行可靠的(de)(de)(de)(de)(de)、高(gao)通量的(de)(de)(de)(de)(de)評(ping)估,并能(neng)夠對(dui)(dui)(dui)均勻和異質細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)群(qun)體進行徹底(di)的(de)(de)(de)(de)(de)表征(zheng)。
近期,來自(zi)TechnischeUniversit?tDresden的(de)(de)(de)JochenGuck、UniversityofCalifornia的(de)(de)(de)DinoDiCarlo和MassachusettsInstituteofTechnology的(de)(de)(de)ScottR.Manali在Naturemethods上發表(biao)(biao)了(le)(le)題為“Acomparisonofmicrofluidicmethodsforhigh-throughputcelldeformabilitymeasurements”的(de)(de)(de)文章(zhang),該文章(zhang)提(ti)出了(le)(le)一(yi)項標(biao)(biao)準化(hua)的(de)(de)(de)交(jiao)叉實(shi)驗室研究(jiu),比較了(le)(le)三(san)種(zhong)基于(yu)微流(liu)體的(de)(de)(de)測(ce)量細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)力(li)學表(biao)(biao)型的(de)(de)(de)方法(fa):收縮型變形(xing)能(neng)(neng)力(li)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)儀(yi)(cDC)、剪切流(liu)變形(xing)能(neng)(neng)力(li)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)儀(yi)(sDC)和拉(la)伸(shen)流(liu)變形(xing)能(neng)(neng)力(li)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)儀(yi)(xDC)(圖1)。這(zhe)三(san)種(zhong)方法(fa)都能(neng)(neng)檢測(ce)暴露于(yu)改變的(de)(de)(de)滲透(tou)壓下引起的(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)形(xing)變,并可用來確定(ding)導致形(xing)變能(neng)(neng)力(li)變化(hua)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)結構,然而(er)這(zhe)些方法(fa)間卻從未有過橫(heng)向(xiang)的(de)(de)(de)比較。本文于(yu)是進行了(le)(le)一(yi)項標(biao)(biao)準化(hua)的(de)(de)(de)交(jiao)叉實(shi)驗室研究(jiu),比較了(le)(le)三(san)種(zhong)形(xing)變性細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)術各自(zi)最有代表(biao)(biao)性的(de)(de)(de)實(shi)驗方法(fa),從而(er)進一(yi)步加(jia)深了(le)(le)人們對不(bu)(bu)同變形(xing)能(neng)(neng)力(li)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)測(ce)定(ding)方法(fa)適用性的(de)(de)(de)理解(jie),并為解(jie)釋(shi)使用不(bu)(bu)同平臺進行的(de)(de)(de)變形(xing)能(neng)(neng)力(li)測(ce)量提(ti)供了(le)(le)背景(jing)。

圖1測定細(xi)胞(bao)變(bian)形能力(li)的(de)(de)基(ji)于微(wei)流(liu)體(ti)的(de)(de)方法(fa)的(de)(de)比較
該團隊分別使用cDC,sDC和(he)xDC三種方(fang)法,評估了來(lai)自(zi)相(xiang)同來(lai)源和(he)傳代數的(de)人(ren)源早幼粒(li)細胞白(bai)血(xue)病(HL60)細胞在發生(sheng)滲透變化(hua)和(he)LatrunculinB誘導的(de)肌動蛋白(bai)解體的(de)狀態下的(de)形(xing)變程度(du)。
首先,他們將(jiang)(jiang)HL60細(xi)胞在(高(gao)于(yu)血漿(jiang)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)壓300mOsm的(de)(de))400-700mOsm的(de)(de)溶(rong)液中(zhong)脫水(shui)(shui)十分鐘(zhong)(圖2a)。然后(hou),將(jiang)(jiang)這些經過(guo)不同濃度的(de)(de)高(gao)滲(shen)(shen)(shen)溶(rong)液處(chu)(chu)理過(guo)的(de)(de)細(xi)胞分別(bie)通過(guo)cDC,sDC和xDC,并觀察其形(xing)變(bian)程度。將(jiang)(jiang)數據經過(guo)標準化處(chu)(chu)理后(hou),能看到相對(dui)形(xing)變(bian)(RD,relativedeformation)在不同的(de)(de)力(li)學表(biao)型儀器上(shang)所(suo)表(biao)現出(chu)來(lai)的(de)(de)隨高(gao)滲(shen)(shen)(shen)溶(rong)液滲(shen)(shen)(shen)透(tou)程度的(de)(de)變(bian)化趨勢是一致的(de)(de)(圖2e)。理論(lun)上(shang),當細(xi)胞處(chu)(chu)于(yu)高(gao)滲(shen)(shen)(shen)溶(rong)液中(zhong)時,細(xi)胞內的(de)(de)水(shui)(shui)分會向外(wai)排出(chu),使得細(xi)胞內細(xi)胞器的(de)(de)排布更加緊(jin)密,從(cong)而增強細(xi)胞的(de)(de)強度。由(you)此,可(ke)以得出(chu)結論(lun),即(ji)細(xi)胞內膠體組分的(de)(de)堆積(ji)密度誘導的(de)(de)形(xing)變(bian)是可(ke)以在所(suo)有測試方法中(zhong)檢測到的(de)(de)。

圖2滲透壓變(bian)化對細胞(bao)變(bian)形能力的(de)影響(xiang)
然而(er)(er)關于(yu)監測LatrunculilnB(LatB)誘(you)導的(de)(de)肌(ji)動(dong)(dong)蛋(dan)白(bai)(bai)解(jie)體的(de)(de)情(qing)況(kuang),不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)設備(bei)則會得出(chu)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)結論。LatB能清除(chu)肌(ji)動(dong)(dong)蛋(dan)白(bai)(bai)單體,從而(er)(er)引起肌(ji)動(dong)(dong)蛋(dan)白(bai)(bai)細胞(bao)骨(gu)架(jia)的(de)(de)解(jie)體(圖(tu)3a)。首(shou)先,HL60細胞(bao)也被不(bu)同(tong)(tong)濃度(du)的(de)(de)LatB溶液預處理,然后再分別通(tong)入cDC,sDC和(he)xDC儀器(qi)中(zhong),并觀察其形狀變(bian)(bian)(bian)化。經分析數據(ju)可知發現(xian),cDC和(he)sDC對于(yu)細胞(bao)形變(bian)(bian)(bian)程度(du)的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化較(jiao)為(wei)接近,而(er)(er)xDC則對于(yu)細胞(bao)由LatB誘(you)導所(suo)致的(de)(de)肌(ji)動(dong)(dong)蛋(dan)白(bai)(bai)解(jie)體情(qing)況(kuang)不(bu)能進行(xing)很好的(de)(de)監測(圖(tu)3e)。該團隊(dui)經分析比(bi)較(jiao)推測其主(zhu)要原因(yin)是(shi)不(bu)同(tong)(tong)設備(bei)中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)應(ying)變(bian)(bian)(bian)率(lv)會有所(suo)區別。cDC與sDC能產(chan)生(sheng)相(xiang)近的(de)(de)應(ying)變(bian)(bian)(bian)率(lv),而(er)(er)xDC則應(ying)用了更高(gao)的(de)(de)應(ying)變(bian)(bian)(bian)率(lv),而(er)(er)在高(gao)應(ying)變(bian)(bian)(bian)大小和(he)應(ying)變(bian)(bian)(bian)率(lv)下(xia),能觀察到(dao)的(de)(de)肌(ji)動(dong)(dong)蛋(dan)白(bai)(bai)網絡的(de)(de)流態化。

圖(tu)3latb誘導的肌動(dong)蛋白解體對細胞變形能力的影響
除了測量細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)形變程度以外,上面提出(chu)的(de)(de)(de)三種(zhong)檢測方式,每一種(zhong)都具(ju)有(you)能(neng)拓寬基礎測量維度的(de)(de)(de)一些不同(tong)的(de)(de)(de)功能(neng)。如cDC,就能(neng)提供更(geng)多的(de)(de)(de)參數(shu),例如進入和過(guo)境速度,來(lai)描述細(xi)(xi)(xi)胞(bao)通(tong)過(guo)狹窄(zhai)流道的(de)(de)(de)過(guo)程,并能(neng)夠敏感地(di)讀出(chu)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)浮力質量。sDC的(de)(de)(de)突出(chu)特點是數(shu)據(ju)處(chu)理的(de)(de)(de)實時性(xing),這使得該方法能(neng)夠兼容形變分析下游的(de)(de)(de)主動排(pai)序。此外,對于sDC來(lai)說,它(ta)擁有(you)集成類細(xi)(xi)(xi)胞(bao)分選儀(FACS)的(de)(de)(de)潛力,并具(ju)有(you)從形變數(shu)據(ju)中提取(qu)楊氏(shi)模的(de)(de)(de)理論框架。與此同(tong)時,xDC則能(neng)實現更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)通(tong)量。所有(you)這三個系統(tong),還都能(neng)與明場細(xi)(xi)(xi)胞(bao)成像(xiang)技術進行整合,以獲取(qu)更(geng)多的(de)(de)(de)基于圖像(xiang)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)表征數(shu)據(ju)。
將(jiang)力學特性與(yu)當前的(de)細胞行為觀點相結合,將(jiang)為更(geng)全面(mian)地理(li)解(jie)生理(li)和(he)病理(li)過(guo)程(cheng)鋪平道(dao)路,并(bing)具(ju)有及重(zhong)要的(de)潛在(zai)的(de)臨床診斷價值(zhi)。

帶寬(kuan):(-3dB)DC~1MHz
電壓:200Vp-p(±100Vp)=
電流:500mAp
功率:50Wp
壓擺率:≥445V/us
可程控
西(xi)安(an)安(an)泰電子是專業從事功率放大器、高(gao)壓放大器、功率信(xin)號源、前置微小信號放大器、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)壓源(yuan)(yuan)、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)流源(yuan)(yuan)等(deng)電(dian)(dian)子測量儀(yi)器研(yan)發、生產(chan)和銷(xiao)售的(de)高(gao)科技企業,為(wei)用(yong)戶提供(gong)具有競爭力的(de)測試方(fang)案。Aigtek已經(jing)成為(wei)在業界擁有廣泛產(chan)品(pin)線,且具有相當規(gui)模的(de)儀(yi)器設備(bei)供(gong)應(ying)商,樣機都支(zhi)持(chi)(chi)免費(fei)試用(yong)。如(ru)想了解更多(duo)功率放大器等(deng)產(chan)品(pin),請(qing)持(chi)(chi)續關(guan)注(zhu)安泰電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。
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