德國cellasys 灌流式多參數細胞/組織/類(lèi)器官代謝分析儀IMOLA

流式、多參數

細胞/組織/類(lèi)器官代謝分析儀

     德國cellasys提供的灌流式、多參數細胞/組織/類(lèi)器官代謝分析儀-IMOLA，是一種基于生物芯片的微生理參數測量系統，對活細胞/組織/類(lèi)器官的代謝和形態(tài)進(jìn)行無(wú)標記實(shí)時(shí)監測，搭配自動(dòng)化灌流系統進(jìn)行換液或者加藥，可以實(shí)現幾天或幾周的連續測量，研究藥物對活細胞/組織/類(lèi)器官的影響以及移除藥物后的恢復和再生效應。 我們的細胞/組織/類(lèi)器官代謝分析儀通過(guò)生物芯片技術(shù)，可以在體外直接研究活細胞或組織、器官在培養過(guò)程種的多個(gè)參數的變化，包括細胞外酸化（pH）、細胞呼吸（pO2、pCO2）和形態(tài)學(xué)（電阻）。整個(gè)測量過(guò)程無(wú)需標記、多通道平行進(jìn)行、連續檢測、實(shí)時(shí)記錄。

     細胞/組織/類(lèi)器官代謝主要是指細胞從環(huán)境中攝取營(yíng)養物質(zhì)，消化吸收后排放出降解物或雜質(zhì)。大多數碳水化合物，例如葡萄糖，都是細胞的營(yíng)養物質(zhì)。在有氧條件下，葡萄糖被細胞攝取后在胞漿內轉變成丙酮酸，然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)代謝，最終變成二氧化碳并產(chǎn)生能量；在缺氧條件下，葡萄糖在細胞內代謝為乳酸以提供能量?？傮w而言，細胞代謝增強時(shí)，葡萄糖的消耗增加，酸性的代謝產(chǎn)物也相應增加，反之亦然。此外，外界環(huán)境因素對貼壁細胞的作用經(jīng)常影響到細胞的粘附和融合度，而細胞的粘附狀態(tài)是與細胞骨架的組織性和膜的完整性相關(guān)的，如果受到環(huán)境因素干擾，細胞則會(huì )改變其粘附方式，可能變圓或脫離基底。因此，監測這些參數就能很好的了解細胞/組織/類(lèi)器官內的生理狀態(tài)和代謝行為。

     德國cellasys的細胞/組織/類(lèi)器官代謝監測儀IMOLA -IVD非常適合與于監測細胞/組織/類(lèi)器官代謝過(guò)程的各種生理學(xué)指標，包括產(chǎn)酸，產(chǎn)氧，貼壁電阻，溫度?？梢詥为毧刂泼恳粋€(gè)樣品的溶液，分別有6個(gè)獨立的灌流泵來(lái)控制每個(gè)通道的灌流系統，保證每個(gè)通道的獨立性，可以連續長(cháng)時(shí)間監測6種細胞/組織/類(lèi)器官的代謝情況。

   
     德國cellasys的細胞/組織/類(lèi)器官代謝監測儀，采用的是芯片技術(shù)，而不是市場(chǎng)上通用的光學(xué)檢測技術(shù)，其檢測靈敏度更高，檢測時(shí)間更長(cháng)，而且這兩個(gè)產(chǎn)品都有密閉的灌流系統，可以適時(shí)更換溶液，適合長(cháng)時(shí)間檢測細胞/組織/類(lèi)器官變化，以及觀(guān)察外界條件（加藥等）處理后的細胞再生等效應。
?    多個(gè)傳感器芯片并聯(lián)平行工作
?    非侵入式、實(shí)時(shí)無(wú)標記監測
?    pH值、O2消耗率、細胞外酸度、貼壁電阻四參數同時(shí)測量
?    的灌流系統可實(shí)現隨時(shí)換液

     cellasys的6通道細胞/組織/類(lèi)器官代謝分析儀相對優(yōu)點(diǎn)主要在6通道每個(gè)孔都有獨立灌流和換液的功能，比較適合做長(cháng)時(shí)間的觀(guān)測和再生醫學(xué)，以及干細胞、組織、類(lèi)器官等等。

應用案例

1. 毒理動(dòng)力學(xué)：

     監測培養的活細胞的活力是闡明化學(xué)物質(zhì)的毒理動(dòng)力學(xué)效應的關(guān)鍵。汞的毒性作用是通過(guò)纖維母細胞胞外酸化率來(lái)檢測的，毒素被去除后，細胞恢復了。細胞類(lèi)型：3T3成纖維細胞，貼壁細胞

     10%十二烷基硫酸鈉溶液(7次稀釋)對成纖維細胞的毒性作用可以通過(guò)細胞阻抗(Z)來(lái)解釋。細胞類(lèi)型：L929成纖維細胞，貼壁細胞。

     有了自動(dòng)灌流系統，在活體類(lèi)似的情況下，可以映射到體外實(shí)驗。細胞外酸化率用于評估1%十二烷基硫酸鈉溶液對HepG2肝球蛋白的毒性。細胞類(lèi)型：Hep-G2肝癌球體細胞

     表皮(RhE)是在保持臨界氣液界面的形成的，實(shí)時(shí)測量跨表皮細胞層電阻（TEER）.細胞類(lèi)型：人類(lèi)表皮細胞（RhE）， transwell細胞小室

2. 藥物開(kāi)發(fā)

     可以研究新藥對細胞代謝和細胞形態(tài)的影響。測定了抗腫瘤藥物牛蒡根素對PANC-1細胞系的影響，記錄了實(shí)時(shí)生物電阻的變化。細胞類(lèi)型：PANC-1人胰腺癌，貼壁細胞

3. 環(huán)境監測

     以藻類(lèi)的代謝活性為指標來(lái)進(jìn)行水質(zhì)監測。本例顯示了克氏小球藻在被苯嗪草酮污染后光合活性的降低，去除毒素后光合活性的恢復。細胞類(lèi)型：chlorella kesslerialgae小球藻，懸浮細胞.

4. 科學(xué)研究

     胰島，特別是產(chǎn)生胰島素的beta細胞，可以在不同的營(yíng)養供應條件下表現出不同的代謝活性。在再生醫學(xué)研究中，beta細胞或胰島的代謝測量可以反映其活力和功能能力。在該實(shí)驗中，當暴露于相當于生理上低血糖和高血糖水平的葡萄糖濃度時(shí)，可檢測到beta細胞系INS-1E的代謝活動(dòng)出現明顯區別變化，反應了不同條件下的胰島素分泌。細胞類(lèi)型:INS-1E，beta細胞系，貼壁細胞。

     為了研究藻類(lèi)生產(chǎn)生物燃料的潛力，可以在不同的環(huán)境條件下監測藻類(lèi)的代謝活性。藻類(lèi)在光照環(huán)境下，進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生氧氣；當在黑暗的條件下，消耗更多的氧氣。細胞類(lèi)型：本地藻類(lèi)，懸浮細胞.

5. 個(gè)體醫療

     為了在治療前評估藥物的有效性，可以測試藥物對病人細胞的代謝學(xué)影響。

6.食品安全

     為了研究食品及添加劑的作用，可以監測細胞與添加劑之間的相互作用。

工作原理

     微生理測量法監測活細胞/組織/類(lèi)器官的能量代謝活動(dòng)。除了監測細胞/組織/類(lèi)器官呼吸和細胞外酸化，細胞粘附和形態(tài)參數同樣提供了很多關(guān)于生命活動(dòng)的有價(jià)值的信息。我們的生物芯片集成了微型傳感器來(lái)評估這些參數，確保了高靈敏度和穩定性，并且該方法是無(wú)需標記，并實(shí)時(shí)連續提供多個(gè)參數的數據。使用DALiA客戶(hù)端3.1應用程序，可以對測量過(guò)程進(jìn)行編程并記錄數據。

     IMOLA-IVD技術(shù)可以分析由自動(dòng)化灌流系統之中的生物芯片所獲取的代謝數據，數據來(lái)源于用新鮮的細胞/組織/類(lèi)器官培養基或培養基的成分。

細胞類(lèi)型:

     針對所有類(lèi)型的細胞/組織/類(lèi)器官培養物提供不同的合適的配件。對于特殊需要，還可以通過(guò)對生物芯片的涂層來(lái)提高培養效果。

     懸浮細胞/貼壁細胞/球體/Transwell細胞培養小室

發(fā)表的文獻：

FOURIER ANALYSIS IN MICROPHYSIOMETRY

28. January 2019/by webadmin

Wiest, J In Advances in Medicine and Biology 136, Nova Science Publisher, Inc., 2019, ISBN: 978-1-53613-722-3

FETAL BOVINE SERUM (FBS): PAST – PRESENT – FUTURE

20. January 2018/by webadmin

van der Valk, J., Bieback, K., Buta, C., Cochrane, B., Dirks, W., Fu, J., Hickman, J., Hohensee, C., Kolar, R., Liebsch (2018)

Proliferation characteristics of cells cultured under periodic versus static conditions.

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Skin-on-a-Chip: Transepithelial Electrical Resistance and Extracellular Acidification Measurements through an Automated Air-Liquid Interface.

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Microphysiometry

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A novel lab-on-a-chip platform for spheroid metabolism monitoring.

17. October 2017/0 Comments/in Publications /by webadmin

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Biology-inspired microphysiological system approaches to solve the prediction dilemma of substance testing

31. May 2017/0 Comments/in Publications /by webadmin

2017 ALTEX award winner

(The members of the ALTEX Board, Editorial Board and Editorial Office elect the winner of the annual award out of all main articles published in the previous year)

Marx, U. et al.:, ALTEX, 2016, 33/3, 272-321 DOI: 10.14573/altex.1603161

Data processing in cellular microphysiometry

30. November 2016/0 Comments/in Publications /by webadmin

Wiest, J. et al.: IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2016, 63/11, 2368-2375, DOL 10.1109/TBME.

Cellular Assays with Multiparametric Bioelectronic Sensor Chips

30. November 2016/0 Comments/in Publications /by webadmin

Wiest, J. et al.: Chimia, 2005, 59/5, 243-246

Cellular signaling: aspects for tumor diagnosis and therapy

29. November 2016/0 Comments/in Publications /by webadmin

Wolf, B. et al.: Biomedizinische Technik, 2007, 52, 164-168, DOI 10.1515/BMT.2007.030

Intelligent Lab for Metabolics in Environmental Monitoring

29. November 2016/0 Comments/in Publications /by webadmin

Wiest, J. et al.: Analytical Letters, 2006, 39, 8, 1759-1771

Label-free monitoring of whole cell vitality

29. November 2016/0 Comments/in Publications /by webadmin

Weiss, D. et al.: 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS, Osaka, Japan, 3 – 7 July, 2013, 1607-1610

Chemisch definiert – ein zellbasierter Zytotoxizit?tsassay ohne f?tales K?lberserum.

4. February 2015/0 Comments/in Publications /by webadmin

Wiest, J.: Biospektrum (2017) 23: 61. doi:10.1007/s12268-017-0768-6

Tests for cytotoxicity – respectively biocompatibility – are performed e.g. for biological evaluation of medical devices or during the development of microphysiometric systems. Here, often cell culture methods which involve the use of fetal bovine serum (FBS) are employed. However, using FBS raises scientific and ethical concerns. In the presented work a protocol for a chemically defined test for cytotoxicity is described.