單細(xì)胞檢測(cè)的得力助手！
高通量 多參數(shù) 非標(biāo)記 實(shí)時(shí)無(wú)損檢測(cè)！
多參數(shù)：可獲取細(xì)胞活力、數(shù)量、濃度等信息，并追蹤細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)
通用性：適用于1-50μm內(nèi)所有類型的單細(xì)胞 (人體、動(dòng)/植物細(xì)胞、細(xì)菌、酵母、孢子、藻類、體細(xì)胞等)
高效性：實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)損檢測(cè)、幾分鐘內(nèi)獲得結(jié)果，通量高、重復(fù)性高、精確度高
易用性：無(wú)需染色、標(biāo)記或細(xì)胞再培養(yǎng)，操作簡(jiǎn)單易上手
靈活性：可根據(jù)細(xì)胞類型、研究目標(biāo)自定義測(cè)量和分析協(xié)議
Ampha X30高內(nèi)涵細(xì)胞儀 開(kāi)創(chuàng)了單細(xì)胞分析的新紀(jì)元，通過(guò)整合微流控技術(shù)、電阻抗技術(shù)與多頻電場(chǎng)技術(shù)，能夠在微流體精準(zhǔn)參考條件下，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)態(tài)單細(xì)胞的高通量、連續(xù)、無(wú)損阻抗檢測(cè)，實(shí)時(shí)獲得細(xì)胞活力、數(shù)量、濃度等信息，并追蹤細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)。與常規(guī)細(xì)胞分析儀相比，Ampha X30高內(nèi)涵細(xì)胞分析儀具有非標(biāo)記、多參數(shù)、低污染、檢測(cè)速度快、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等顯著優(yōu)勢(shì)，是細(xì)胞工廠構(gòu)建與優(yōu)化環(huán)節(jié)不可或缺的強(qiáng)有力工具，可應(yīng)用于食品加工、生物能源、生物制藥等生物加工領(lǐng)域。
工作原理：
基于細(xì)胞膜的電特性（膜電容和膜電阻），當(dāng)不同大小和活性的細(xì)胞隨懸浮液流經(jīng)廣頻（0-30 MHz）交流電場(chǎng)時(shí)將產(chǎn)生不同的電阻抗信號(hào)，經(jīng)解析獲得細(xì)胞的濃度、數(shù)量、活性及大小等信息。如下圖所示：A）細(xì)胞在不同頻率的交流電場(chǎng)中的檢測(cè)結(jié)果：低頻電場(chǎng)反映細(xì)胞的體積特性即電直徑，高頻電場(chǎng)反映細(xì)胞的介電特性即細(xì)胞活性；B) 微流控芯片；C）細(xì)胞電阻抗信號(hào)（藍(lán)色實(shí)部即電阻信號(hào)，綠色虛部即容性電抗信號(hào)），細(xì)胞膜完整性決定容性電抗的大小，故可通過(guò)虛部信號(hào)來(lái)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(lái)。
Ampha X30信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)導(dǎo)
應(yīng)用領(lǐng)域：
細(xì)胞發(fā)育研究：細(xì)胞分化、衰老、凋亡及癌變等生理狀態(tài)
微生物發(fā)酵：酒精飲品的釀造、生物燃料的生產(chǎn)、奶酪/酸奶的生產(chǎn)、青霉素/疫苗等藥物的生產(chǎn)
生物醫(yī)學(xué)：腫瘤診斷、腫瘤機(jī)制研究、細(xì)胞信號(hào)調(diào)控、細(xì)胞免疫、臨床即時(shí)診斷
藥物/毒理分析：毒性/藥性應(yīng)激反應(yīng)、藥篩/藥物降解、病毒滴定、材料安全檢測(cè)
混濁、不透明或自發(fā)熒光介質(zhì)：牛奶/其他食品基質(zhì)、乳狀液、金屬工作液、自發(fā)熒光介質(zhì)（如微藻）等
高精確度：
 |  |
圖1. 酵母活性（Ampha X30與PI熒光染色法） | 圖2. BL2細(xì)胞濃度（Ampha X30與Neubauer血球計(jì)數(shù)板） |
 |  |
| 圖3. 感染桿狀病毒（BV）后Sf9昆蟲(chóng)細(xì)胞的變化（Ampha X30與Countess?自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀） | |
技術(shù)參數(shù)
通用型芯片： | 15×15μm、30×30μm、50×50μm、80×80μm 選配 |
測(cè)量頻率范圍： | 0.1 MHz ~30 MHz |
測(cè)量頻率選擇： | 可同時(shí)選擇1-4個(gè)測(cè)量頻率 |
測(cè)量體積范圍： | 250 ~500μl |
測(cè)量濃度范圍： | 0~2×107個(gè)cells/ ml |
測(cè)量粒徑范圍： | 1 ~50μm |
采樣流量范圍： | 3 ~50μl/ min |
適配樣品管 ： | 標(biāo)準(zhǔn)5ml流式細(xì)胞管 |
儀 器 尺 寸： | 330mm×370mm×420mm（H*W*D） |
儀 器 重 量： | 11.4Kg |
適 用 電 源： | 24V DC ± 5 %，max. 3 A，< 90 W；支持24V可充電電池 |
數(shù) 據(jù) 傳 輸： | Wi-Fi、USB、藍(lán)牙 |
端 口： | 3×2.0USB、以太網(wǎng)、DVI端口 |
環(huán) 境 溫 度： | 5~45°C |
環(huán) 境 濕 度： | 10%~90%，無(wú)冷凝 |
液 路 系 統(tǒng)： | 自動(dòng)化進(jìn)樣，具有自動(dòng)混勻和自動(dòng)清洗功能，降低樣本間交叉污染 |
操 作 系 統(tǒng)： | 完全自動(dòng)化控制，包含開(kāi)關(guān)機(jī)、樣品測(cè)試、儀器維護(hù)等自動(dòng)化程序 |
自定義設(shè)置： | 根據(jù)不同研究目標(biāo)自定義花粉測(cè)量和分析協(xié)議 |
數(shù) 據(jù) 分 析： | 軟件支持多次測(cè)量結(jié)果（不限個(gè)數(shù)）的疊加分析，適用于不同處理、不同發(fā)育階段的對(duì)比，且同時(shí)支持門控?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 |
數(shù) 據(jù) 類 型： | 支持.CSV、.HTML、.PNG、BMP、JPG、DOCX、ODT、LaTex、Markdown九種格式 |
應(yīng)用案例分享：
啤酒釀造
啤酒釀造過(guò)程中酵母菌種、酵母接種量、酵母使用代數(shù)、發(fā)酵工藝條件等都會(huì)影響啤酒的風(fēng)味在此過(guò)程中，密切關(guān)注酵母活力和酵母密度是控制和改進(jìn)發(fā)酵過(guò)程的關(guān)鍵。Ampha X30能夠在啤酒釀造生產(chǎn)過(guò)程，高通量、快速、精準(zhǔn)監(jiān)控啤酒酵母細(xì)胞的活力、濃度、代謝、繁殖和健康狀態(tài)，實(shí)時(shí)評(píng)估溫度、滲透壓、培養(yǎng)條件等因素對(duì)酵母菌的影響，進(jìn)而及時(shí)優(yōu)化發(fā)酵工藝。
啤酒釀造過(guò)程中酵母菌密度、活性及酒精濃度的變化
該案例分析了啤酒釀造過(guò)程中，啤酒酵母菌密度、活性及酒精濃度的變化。如圖所示發(fā)酵1天后 (紅)，酵母細(xì)胞從滯后期進(jìn)入早期指數(shù)(對(duì)數(shù))期；第1-2天為發(fā)生細(xì)胞顯著增殖的指數(shù)生長(zhǎng)期 (綠)；第3天，由于細(xì)胞的劇烈增殖和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的耗盡，高相位酵母群逐漸向低相位移動(dòng)（紅-綠-藍(lán)，活力逐漸降低）。該過(guò)程反映了發(fā)酵罐中酵母活性及發(fā)酵條件的變化，即發(fā)酵初期酵母細(xì)胞濃度低、活力低且發(fā)酵罐中存在大量氧氣，當(dāng)發(fā)酵罐中的氧氣全部消耗完后，酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)入?yún)捬醢l(fā)酵產(chǎn)生乙醇，乙醇濃度迅速增加并逐漸對(duì)酵母細(xì)胞產(chǎn)生毒性，導(dǎo)致酵母細(xì)胞活性降低。
腫瘤細(xì)胞凋亡機(jī)制
| A Fresh Culture | B Old Culture |
 |  |
|
| |
| 不同培養(yǎng)時(shí)期BL2細(xì)胞的阻抗相位和細(xì)胞活力的變化 |
| |
| Staurosporine誘導(dǎo)下BL2細(xì)胞的凋亡過(guò)程 |
腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)是研究癌變機(jī)理、抗癌藥檢測(cè)、癌分子生物學(xué)極其重要的手段，監(jiān)測(cè)藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的影響對(duì)闡明和解決癌癥將起著不可估量的作用。該案例研究了Staurosporine對(duì)BL2淋巴瘤細(xì)胞的影響。從圖中可以看出，在Staurosporine處理1小時(shí)后，BL2細(xì)胞活性（藍(lán)）顯著下降，而對(duì)照組（黑）BL2細(xì)胞在10小時(shí)內(nèi)始終保持高活性，之后才逐漸下降。Ampha X30無(wú)需進(jìn)行細(xì)胞的染色、標(biāo)記或培養(yǎng)，可在腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)腫瘤細(xì)胞生理特性的變化，準(zhǔn)確評(píng)估腫瘤細(xì)胞對(duì)凋亡誘導(dǎo)劑、細(xì)胞毒劑的劑量反應(yīng)或分化、凋亡進(jìn)程。
藥物篩選及藥效評(píng)估
人體和動(dòng)物細(xì)胞，特別是哺乳動(dòng)物細(xì)胞，在藥物研究、藥效表達(dá)、臨床診斷等應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。哺乳動(dòng)物細(xì)胞常被用于生產(chǎn)抗體、蛋白質(zhì)、疫苗、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞（CHO）是目前全球研究較多的一種表達(dá)系統(tǒng)，在生物制藥領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。
本案例利用Ampha X30監(jiān)測(cè)了CHO細(xì)胞在三周內(nèi)的發(fā)育變化，上圖為第4天（藍(lán)色）、9天（紅色）和19天（綠色）的CHO細(xì)胞相位角-振幅散點(diǎn)疊加圖，散點(diǎn)圖左下方的小群體代表死亡細(xì)胞，而右側(cè)的大群體代表活性細(xì)胞，從疊加圖中可以看到CHO細(xì)胞活性在前9天里并未發(fā)生變化，而在第19天，散點(diǎn)圖顯著向較低相位角偏移，這表明由于缺乏底物CHO細(xì)胞逐漸失去活性。
重組蛋白生產(chǎn)
基于昆蟲(chóng)桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，目前已被廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā)、疫苗生產(chǎn)、重組病毒殺蟲(chóng)劑等眾多領(lǐng)域。Ampha X30可幫助在Sf9昆蟲(chóng)細(xì)胞BV感染過(guò)程中檢測(cè)細(xì)胞活力變化、確定多重性感染（MOI）范圍、篩選理想的表達(dá)條件并預(yù)測(cè)BV昆蟲(chóng)細(xì)胞系統(tǒng)中收獲胞內(nèi)蛋白的最佳時(shí)間。
感染桿狀病毒（BV）數(shù)小時(shí)內(nèi)Sf9昆蟲(chóng)細(xì)胞活性的變化
如案例所示，Sf9昆蟲(chóng)細(xì)胞在感染BV后的數(shù)小時(shí)（hpi）內(nèi)，Ampha X30細(xì)胞分析儀所獲得的相位-振幅散點(diǎn)圖可明顯分離出三個(gè)細(xì)胞類群，分為是活細(xì)胞（viable）、感染晚期（LPI）和死細(xì)胞（dead）類群。感染48hpi后，活細(xì)胞的阻抗振幅降低（細(xì)胞萎縮）且數(shù)量逐漸減少，直至99hpi細(xì)胞全部死亡。感染晚期（LPI）細(xì)胞類群出現(xiàn)在較低相位，這部分細(xì)胞在0-60hpi逐漸增加隨后減少直至消失。
腫瘤藥物敏感性/毒性評(píng)估
腫瘤患者來(lái)源的異種移植(PDX)是進(jìn)行化療藥物敏感性和毒性評(píng)估的有效手段，對(duì)預(yù)測(cè)化療療效十分重要。藥物處理后，細(xì)胞分泌亞細(xì)胞凋亡小體(ABs)和微泡（MVs）的數(shù)量、大小和內(nèi)容物的變化可以反映藥物對(duì)細(xì)胞的作用效果。如果 ABs 大量產(chǎn)生，通常意味著細(xì)胞發(fā)生了明顯的凋亡，提示藥物可能具有較好的抗腫瘤活性，而分析 ABs 和 MVs 的內(nèi)容物和釋放規(guī)律，有助于深入了解藥物作用于細(xì)胞的具體靶點(diǎn)和信號(hào)通路。
不同濃度的吉西他濱誘導(dǎo)下PDAC細(xì)胞系的凋亡變化（顯微鏡鏡檢vs. 流式細(xì)胞術(shù)vs. Ampha Z32）
該研究通過(guò)不同方法評(píng)估了不同藥物濃度下PDAC細(xì)胞系的凋亡變化，結(jié)果表明X30可在不同的腫瘤微環(huán)境模型和藥物類型下高通量、非標(biāo)記、快速無(wú)損檢測(cè)ABs表型并追蹤細(xì)胞凋亡過(guò)程，進(jìn)而準(zhǔn)確評(píng)估藥物敏感性和毒性，是一個(gè)測(cè)量單細(xì)胞電生理學(xué)特性的有效工具，不僅免除了費(fèi)力耗力的細(xì)胞收集和染色標(biāo)記過(guò)程，還可避免因染色不當(dāng)所造成的細(xì)胞凋亡。
納米材料毒性評(píng)估
納米材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、日用品、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域的同時(shí)，已不可避免的給我們的環(huán)境和健康帶來(lái)不利影響。因此，為確保納米材料的安全性，促進(jìn)納米技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)行納米材料毒性評(píng)估十分必要且緊迫。Ampha X30可以非標(biāo)記、高通量、快速評(píng)估納米材料的毒性，避免假陰性或假陽(yáng)性的檢測(cè)結(jié)果，是一種可靠且經(jīng)濟(jì)高效的檢測(cè)方法。
U937細(xì)胞對(duì)NM-300K（Ag，100μg/ mL）的急性毒性效應(yīng)
藻類發(fā)酵
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，藻類發(fā)酵技術(shù)逐漸應(yīng)用在生物工程、食品工業(yè)以及可再生能源等領(lǐng)域。微藻是自然界食物鏈中脂肪酸的主要來(lái)源，是當(dāng)前生物能源和生物化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但與其他類型的細(xì)胞相比，微藻細(xì)胞體積較小且具有自發(fā)熒光，因此傳統(tǒng)光學(xué)分析方法難度極大。Ampha X30基于細(xì)胞本身的電特性，不受自身熒光或細(xì)胞大小的影響，可以有效監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)器中脂肪酸的過(guò)生產(chǎn)過(guò)程，幫助篩選合適的微藻種類、優(yōu)化培養(yǎng)條件（如光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等）以實(shí)現(xiàn)高效、可持續(xù)的脂肪酸生產(chǎn)。
|
|
參考文獻(xiàn)：
1. Vembadi A, Menachery A, Qasaimeh M A. Cell cytometry: Review and perspective on biotechnological advances[J]. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 2019, 7: 147.
2. Opitz C, Schade G, Kaufmann S, et al. Rapid determination of general cell status, cell viability, and optimal harvest time in eukaryotic cell cultures by impedance flow cytometry[J]. Applied microbiology and biotechnology, 2019, 103: 8619-8629.
3. Ostermann M, Sauter A, Xue Y, et al. Label-Free Impedance Flow Cytometry for Nanotoxicity Screening. Sci. Rep. 2020, 10, 142[J].
4. Tadini-Buoninsegni F, Palchetti I. Label-free bioelectrochemical methods for evaluation of anticancer drug effects at a molecular level[J]. Sensors, 2020, 20(7): 1812.
5. Honrado C, Michel N, Moore J H, et al. Label-free quantification of cell cycle synchronicity of human neural progenitor cells based on electrophysiology phenotypes[J]. ACS sensors, 2020, 6(1): 156-165.
6. Moore J H, Salahi A, Honrado C, et al. Quantifying bacterial spore germination by single-cell impedance cytometry for assessment of host microbiota susceptibility to Clostridioides difficile infection[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2020, 166: 112440.
7. Honrado C, Adair S J, Moore J H, et al. Apoptotic bodies in the pancreatic tumor cell culture media enable label‐free drug sensitivity assessment by impedance cytometry[J]. Advanced biology, 2021, 5(8): 2100438.
8. Salimi E, Bergin A, Thomson D, et al. Radio Frequency Electrical Impedance Spectroscopy of Chinese Hamster Ovary Cells[J]. URSI GASS 2021, Rome, Italy, 28 August - 4 September 2021
9. Bergin A. The use of Process Analytical Technologies to examine the viability of CHO cells[D]. University College Dublin. School of Chemical and Bioprocess Engineering, 2022.
10. Moore J H, Salahi A, Honrado C, et al. Correlating Antibiotic-Induced Dysbiosis to Clostridioides difficile Spore Germination and Host Susceptibility to Infection Using an Ex Vivo Assay[J]. ACS Infectious Diseases, 2023, 9(10): 1878-1888.
11. Mermans F, Mattelin V, Van den Eeckhoudt R, et al. Opportunities in optical and electrical single-cell technologies to study microbial ecosystems[J]. Frontiers in Microbiology, 2023, 14.
12. Salahi A, Honrado C, Moore J, et al. Supervised learning on impedance cytometry data for label-free biophysical distinction of pancreatic cancer cells versus their associated fibroblasts under gemcitabine treatment[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2023, 231: 115262.
13. Torres‐Castro K, Jarmoshti J, Xiao L, et al. Multichannel Impedance Cytometry Downstream of Cell Separation by Deterministic Lateral Displacement to Quantify Macrophage Enrichment in Heterogeneous Samples[J]. Advanced Materials Technologies, 2023, 8(8): 2201463.
14. Ding L, Oh S, Shrestha J, et al. Scaling up stem cell production: harnessing the potential of microfluidic devices[J]. Biotechnology Advances, 2023: 108271.
15. Mengers H G. Exploring and Exploiting Yeast Volatile Metabolites[M]. Apprimus Verlag, 2023.
產(chǎn)地：瑞士Amphasys
