型號:DEP

品牌:3dep

3D細胞介電電泳分析系統

微電極結構開發(fā)的進展已導致使用非均勻交流電場對細胞，微生物和其他生物顆粒進行介電電泳表征和分選的新技術。 這些方法利用了細胞的介電極化率的差異來實現其有效性，控制這些性質的因素包括膜和任何細胞壁的電導率和介電常數，與表面電荷相關的雙電層，細胞形態(tài)和內部結構。 介電泳的應用包括細菌，活細胞和不活細胞，癌細胞和正常細胞以及紅細胞和白細胞的混合物的選擇性空間操縱和分離。

1. 系統介紹

該系統是個的、功能更強大的、更簡單的技術細胞介電電泳分析系統，廣泛應用于干細胞的分化、癌細胞及細菌抗性的檢測、癌細胞凋亡的快速檢測、病毒顆粒的特性檢測、水質的檢測、酵母細胞的存活狀態(tài)快速檢測，穿膜藥物對血細胞的影響等。

2. 基本原理

細胞在高頻不均勻電場作用下產生極化，不同的細胞由于介電特性、電導率、形狀不同而感應出不同的偶電極，因此受到不同介電力的作用.

（如圖1.所示）。

圖1.電場變化對微粒產生不同的作用力

PositiveDEP-正介電泳力，Negative DEP-負介電泳力

3.  系統亮點概述

通過測量細胞運動速度，可得到細胞的介電特性；可對細胞進行無物理接觸的選擇性操縱、定位、分離。

3.1對細胞進行無物理接觸操縱、定位、分離。

    對細胞無損傷，保證細胞后續(xù)實驗安全

 3.2無需試劑或其他添加劑

    既節(jié)約日后的使用成本，又能保證細胞不收試劑的干擾，保證實驗細胞的原生態(tài)。

3.3功能強大、操作簡單，快速

3DEPtech是目前的介電電泳分析系統，功能強大，應用涉及新藥研發(fā)、樣品準備、診斷、體外細胞毒性檢測等方面，操作簡單，只需簡單的三個步驟。傳統的介電電泳使用的是微組裝設備，只能一次分析一個樣品，耗時2-3 h，而3DEPtech 使用的是配套的DEP-well多孔板，一次能同時分析20個樣品，只需要10 s。另外相比于傳統的細胞介電電泳分析系統，3DEPtech增加了電極的面積，增加了檢測的準確性。

圖3.DEP-Well使用

3.4*無需化學標記，測后樣品無損傷，保證繼續(xù)后續(xù)操作

  傳統的分子標記方法是檢測細胞的化學變化，而DEP對細胞的生理變化比較敏感，如細胞胞質的離子成分和組成，膜電位，膜電導，細胞形態(tài)、大小、形狀等，這些變化做標記比熒光標簽更有優(yōu)勢，能更快更早更準確的檢測出細胞的變化，費用更低；DEP檢測細胞的生理變化，操作對細胞樣品*無損傷，操作后可以收回繼續(xù)進行后續(xù)試驗，減少了重復制備樣品的繁雜步驟。

3.5 DEP-well采用的光譜技術。

   3DEP是一種新的光密度檢測系統，DEP-well技術核心是DEP光譜技術，光譜信號可以提供很多細胞膜和細胞質的信息，可以檢測細胞在電場中的變化，是細菌或細胞極化的指標，根據細胞或細菌的性狀不同，光譜范圍可以調整，增大了實用性，可以檢測不同的生物顆粒，簡化了操作步驟及減少了費用，可以直接檢測樣品的生理變化，減少了假陽性或假陰性的產生。

圖4.DEP光譜

A typical DEP spectrum. Analysis allowsdetermination of the membrane resistance (blue) and capacitance (red), andcytoplasm conductivity (lime).

3.6一次性DEP-well 多孔設計，無交叉污染風險

設備使用的DEP-well是與設備配套的多孔板，使用新方法設計，價格便宜，一次性使用，不用擔心交叉污染的問題，可以一次測取不同的樣品，每個樣品設置多個平行對照；應用范圍比較廣泛涉及到生物、醫(yī)學、農畜業(yè)、制藥等領域，應用細胞凋亡、干細胞分化、腫瘤細胞的檢測。

3.7高通量連續(xù)快速分離不同細胞，進行細胞分選。

不同的細胞性狀不同，在電場中被極化產生的介電力的方向和大小也不同，根據介電電泳原理，利用3DEPtech就可以快速分離不同的細胞，達到對細胞進行分選的目的；此設備分離細胞的效率達到mL/min，可以根據使用者的需求調整。

圖5.微粒的分離

4. 應用領域

5. 主要參數

主要檢測指標：細胞形態(tài)，細胞膜變化、細胞質導電率，細胞膜表面電導率及電容

芯片：1.0mm一次性芯片（20片裝），每片20孔，每孔可容納1000個細胞
芯片體積：<150μL

頻率范圍：0.5kHz到45Mhz
幅度：0 – 20 V peak to peak

電    壓：交流電壓

檢測時間：10s

檢測方式：一次多孔檢測，采用光譜技術，DEP Reader讀取

使人們可以更好地理解細胞的電生理學：

膜電導描述了膜通過其或在其周圍傳導電荷的能力。 它可能會受到膜表面電荷，離子通道活性和膜形態(tài)的影響； 可以確定后一個原因，即有效膜電容存在類似變化，通常認為該變化幾乎*受膜形態(tài)的影響。 乘以細胞表面積，得出細胞電生理學中常用的全細胞電導率參數。

有效的膜電容

有效的膜電容描述了膜存儲電荷的能力。盡管通常膜的組成變化很小（因此，一小塊膜可以存儲的電荷量保持近似恒定），但是該模型假定表面是臺球光滑且球形的。與此背離的情況（例如，當細胞表面被氣泡，微絨毛或內陷物覆蓋時）意味著實際上存在的膜比預期的多，這意味著存儲了更多的電荷。這在模型中顯示為每單位單元面積有效膜電容的升高值。自然地，這使該參數成為細胞表面形態(tài)的很好指標；如果一個單元實際上是的球形，我們可以預期每單位面積的電容為8mFm-2，比例增加表示面積的比例增加也差不多。近的工作表明，某些改變膜成分的細胞機制（例如糖基化）可以在不改變形態(tài)的情況下發(fā)揮作用，但是常見的解釋是形態(tài)學。這是區(qū)分細胞的非常有效的方法-包括觀察分化中的干細胞的變化或癌細胞與健康細胞之間的差異。在解釋膜電導的變化時，也可用于識別形態(tài)變化。與電導率一樣，乘以面積即可得出細胞電生理中常用的全細胞電容

細胞內電導率度量

細胞內電導率是細胞質中離子電荷的量度，可以自由移動并因此有助于傳導。它與膜電位有關。細胞質的電導率與細胞中正電荷和負電荷的總和有關，而膜電位則來自于正電荷和負電荷數目的差異。因此，它是改變離子濃度或離子通道活性的有用標記。它也是細胞通透性的非常有用的標記。當細胞膜變得可滲透時，出現的孔允許細胞內部和外部之間連接，從而導致細胞內電導率迅速下降。它也是凋亡的有用標志物，因為凋亡級聯反應中的個事件是離子外排和水外排，這兩種情況均可顯著改變電導率（前者下降，后者上升）。實際變化取決于細胞類型和凋亡誘導劑，但變化通常很明顯。如果將1除以細胞內電導率，則可得出細胞電生理中常用的細胞質電阻率參數。

鑒別細胞癌性或非癌性

有時，樣品將包含兩種或多種具有*不同的電特性的細胞類型的混合物。如果存在兩個或三個這樣的總體，則可以對其中兩個進行建模。例如，在凋亡研究中，常見的是凋亡小體的形成，凋亡小體通常以半徑為0.5-1μm的第二種群出現，且細胞內電導率低于正常水平。盡管這不是直接的比較方法（因為這兩個種群的大小和吸光度不同），但這兩個種群的比率卻指示了它們的相對濃度。我們已經成功地在同一樣本中對三個總體進行了建模，盡管這需要非常高質量的光譜，這可以通過使用提供的軟件對許多不同光譜求平均來獲得。在種群非常異質的地方，例如從口腔拭子采集的臨床樣本中，無法確定所有種群的特性；但是，可以使用3DEP軟件根據不同的色散特性來區(qū)分不同的樣本。在不需要確定實際電生理參數的情況下，已使用此技術將臨床樣品分類為癌性或非癌性。