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Axion Biosystems——MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀
發(fā)布時間:2021年01月14日

產(chǎn)品簡介


想要長期、不間斷監(jiān)測細胞增殖、活力甚至形態(tài)變化嗎?美國Axion Biosystems公司的Maestro Z無標(biāo)記、非侵入式實時細胞監(jiān)測系統(tǒng)(Maestro Z Impedance System),很好地解決了這個問題。


很多基于細胞樣本的傳統(tǒng)實驗技術(shù)采用終點法,只能得到一個時間點的樣本數(shù)據(jù)。Maestro Z基于阻抗檢測的細胞分析技術(shù),使得實時、不間斷且無需標(biāo)記的細胞監(jiān)測成為可能。

 

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀


在CAR-T、生物制藥等需要培養(yǎng)細胞的機構(gòu),Maestro Z無標(biāo)記、非侵入式細胞監(jiān)測系統(tǒng)可以記錄細胞增殖過程中阻抗的變化,并基于細胞種類、密度、形態(tài)、貼附的不同特性,將其進行區(qū)分?捎糜诩毎|(zhì)控、純度分析、量化生長速率、優(yōu)化實驗啟動時間點等方面。

 

無需復(fù)雜的實驗設(shè)置,Maestro Z就能長時間非侵入性地檢測細胞,并提供實時生長曲線和簡明的終點圈示,是研發(fā)、質(zhì)控部門的得力工具。

 

Maestro Z細胞檢測過程

 

將細胞樣本置于CytoView-Z阻抗板中(底部埋入電極的96孔培養(yǎng)板)進行培養(yǎng),當(dāng)細胞貼附于電極并伸展開后,將微小的電信號施加于電極上,細胞間形成的聯(lián)接將阻擋這些電信號的通過,導(dǎo)致阻抗值的讀數(shù)增加,而細胞結(jié)構(gòu)形態(tài)上的細微改變(比如源于受體介導(dǎo)的信號傳遞或細胞形態(tài)學(xué)變化)也會影響阻抗值。
Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

Maestro Z無標(biāo)記、非侵入式細胞監(jiān)測系統(tǒng)通過檢測阻抗值的變化,能夠?qū)⒓毎淖兓M行量化,其阻抗技術(shù)的無標(biāo)記和和非侵入性,特別適合用來定量細胞的動態(tài)反應(yīng),以及長期監(jiān)測類實驗的需要。

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀
阻抗檢測會計算有多少電信號(上圖中青色箭頭所示)被電極-細胞的界面所阻擋。當(dāng)電極未被覆蓋時,電信號能輕松穿過,這時阻抗值比較低。當(dāng)細胞蓋住電極時,能夠通過的電信號就變少了,相應(yīng)的阻抗值就會增大。當(dāng)細胞死亡或者脫離電極時,阻抗值就會恢復(fù)到基線水平。

 

產(chǎn)品優(yōu)勢


Maestro Z于2019年秋季全新上市,是全球阻抗檢測細胞分析設(shè)備中的重量級產(chǎn)品,除具備實時、無標(biāo)記追蹤細胞增殖、計算細胞活率、監(jiān)控細胞形態(tài)變化、計算免疫細胞介導(dǎo)的殺傷功能外,其多項優(yōu)勢不容小覷:

 

1、高通量檢測,內(nèi)置觀察窗口

 

專用96孔CytoView-Z阻抗板,提供高通量數(shù)據(jù)采集,每個孔內(nèi)部設(shè)有細胞觀察窗口,方便在顯微鏡下觀察細胞樣本。

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

2、一體化培養(yǎng)系統(tǒng)


內(nèi)置智能環(huán)境倉,精確控制溫度和CO2濃度,可進行低氧培養(yǎng),不需要購置CO2培養(yǎng)箱,節(jié)省了空間和成本。
Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

3、自動數(shù)據(jù)分析


配備功能強大的AxIS-Z分析軟件,設(shè)置、執(zhí)行、分析簡單易用,可同時安裝在多臺電腦上;未來升級后將符合FDA相關(guān)規(guī)定。


Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

4、數(shù)據(jù)安全與合規(guī)


Maestro Z儀器自帶500G存儲空間,原始數(shù)據(jù)自動保存,數(shù)據(jù)不可更改、不丟失,可追溯。符合FDA頒布的21CFRPart 11,確保數(shù)據(jù)的合規(guī),以備審查。

 

Maestro Z并行記錄96個樣本的阻抗, 即使是長達數(shù)周的實時記錄也毫無壓力。阻抗實驗過程非侵入、無標(biāo)記,根除染料/報告子對細胞的影晌,數(shù)據(jù)可靠性卓越。

 

應(yīng)用案例


一、追蹤免疫T細胞對腫瘤細胞的殺傷


神經(jīng)膠質(zhì)瘤是一種惡性腦腫瘤,目前并無有效治療方案,預(yù)后生存期也只有12-15個月。而人體免疫系統(tǒng)中的效應(yīng)T細胞,有著高特異性和固有的細胞毒性,在未來的腦膠質(zhì)瘤治療中被人們寄予很高的期望。Maestro Z的阻抗測試有著高靈敏、無標(biāo)記及無損的特點,為連續(xù)監(jiān)控腫瘤細胞增殖和免疫細胞介導(dǎo)的細胞毒性提供了可能,因而被用來評估免疫治療的效價。

 

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

如左圖所示,我們將惡性膠質(zhì)母細胞瘤細胞株U87MG,以三種不同的細胞密度及四重復(fù)的形式,分成12個樣本種到CytoView-Z阻抗板內(nèi)。使用Maestro Z對其阻抗值變化持續(xù)監(jiān)測24小時后,以10:l的比例將被激活的人T細胞加入到這些樣本孔內(nèi),后續(xù)能夠觀察到阻抗值的降低。這和預(yù)期中的T細胞介導(dǎo)U87細胞裂解效應(yīng)是一致的。對比之下,那些未經(jīng)處理的腫瘤細胞樣本(淺藍色顯示),某同時段測得的阻抗值則繼續(xù)上升。

 

中圖顯示了在這三種處理條件下(不同的T細胞數(shù)量)檢測到的實時細胞裂解比例。在這基礎(chǔ)上,我們就能如右圖所示,對每種處理方案的KT50值(裂解50%腫瘤細胞所需時間)進行計算?梢钥吹,要達到更快的U87MG細胞殺傷速度,我們就需要更高的T細胞密度。

 

二、細胞毒性的動態(tài)研究


當(dāng)需要測試新藥或者細胞治療的效果時,傳統(tǒng)的終點法實驗只能區(qū)分細胞樣本的死活,而無法了解細胞反應(yīng)的動態(tài)過程并對背后的機理做出解釋。Maestro Z所提供的無標(biāo)記、非侵入的連續(xù)監(jiān)控能力,得以捕捉到細胞毒性的全程。不僅能看到毒性的程度,還能揭示其動態(tài)學(xué)和細胞死亡的速率。通過這些細胞反應(yīng)的動態(tài)表現(xiàn),更容易洞悉一個藥物的效力及作用機理。

 

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

例如用Doxorubicin(阿霉素)處理A549細胞(人非小細胞肺癌細胞)后,阻抗測試揭示了樣本的動態(tài)反應(yīng)(左圖為實時連續(xù)檢測結(jié)果,中圖為虛線處單個時間點的讀數(shù))。在同一塊板上,我們可以將Doxorubicin處理組的阻抗數(shù)據(jù)和細胞生長組(未加藥對照)及細胞死亡組(加入Tergazyme清潔劑)的相關(guān)數(shù)據(jù)做比對,從而得知Doxorubicin導(dǎo)致細胞溶解比例的實時效應(yīng),并能夠覆蓋藥物反應(yīng)的整個過程。

 

三、不同細胞的專屬特征檔案


基于各自不同的生物學(xué)功能,細胞樣本間的生長、貼附及互作會有所不同。這些特性共同構(gòu)成了一個獨特的細胞檔案。Maestro Z可以記錄這些信息,并基于細胞各種特性(如種類、密度、形態(tài)和貼附)的不同來將它們分開歸檔。細胞功能檔案可被用于細胞質(zhì)控、純度分析、量化生長速率和優(yōu)化實驗啟動時間點等方面。這些功能的實現(xiàn)無需復(fù)雜的實驗設(shè)定和分析。只需一個按鍵,Maestro Z系統(tǒng)就能穩(wěn)定測試環(huán)境,長時間非侵入地監(jiān)測細胞,提供實時的生長曲線和簡明的終點圈示。

 

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

我們將Hela細胞按照不同密度種入Maestro Z系統(tǒng)專用的CytoView-Z阻抗測試板內(nèi),并對其貼附、伸展及增殖的不同生長階段開展監(jiān)測。如左圖所示,可以看到對應(yīng)于這些階段的實時阻抗記錄。其中任意時間的終點數(shù)據(jù)(如第16個小時)都可以以柱狀圖的形式單獨表示出來(如中圖)。而從右圖可以看出Hela、A549、Calu-3這三種不同細胞的生長曲線都不盡相同。


四、感知受體介導(dǎo)的快速信號傳導(dǎo)


經(jīng)由信號傳導(dǎo)通路,細胞能夠接收外界的信息。胞外信號分子與細胞表面的對應(yīng)受體結(jié)合后,細胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)就會被觸發(fā),并最終決定細胞的行為?缒な荏w中的最大家族是G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)。被結(jié)合后,它們將導(dǎo)致細胞構(gòu)象的改變并引起下游的一系列反應(yīng)。這些細微的變化通常發(fā)生迅速,但其對細胞生理的重大影響卻能夠持續(xù)幾分鐘至幾個小時。通過阻抗檢測,我們能夠?qū)⑵洳东@并量化。Maestro Z的高靈敏度及連續(xù)監(jiān)測特性,賦予您測試細胞信號傳導(dǎo)動態(tài)的能力,無論這個過程有多久。

 

Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標(biāo)記細胞分析儀

 

如左圖所示,我們將Calu-3細胞培養(yǎng)在阻抗檢測板中,隨后加入不同濃度的異丙腎上腺素(一種強效β腎上腺素受體拮抗劑,圖中青色所示),并觀察阻抗值的實時變化。如果我們將20分鐘時間點的數(shù)據(jù)做成柱狀圖(如中圖所示),可以看到最高藥物濃度組的阻抗值在那時已經(jīng)降到了最低,而最低藥物濃度組則已經(jīng)回復(fù)到了基線值。我們還可以探索不同機理的化合物對于細胞信號傳導(dǎo)的不同作用。如右圖所示,橙色標(biāo)識的組胺處理組(100µM)很迅速地出現(xiàn)了短時間的阻抗值降低;而灰色標(biāo)識的細胞松弛素處理姐,由于其細胞周期停止及肌動蛋白合成受抑制,則表現(xiàn)出前高后低的阻抗變化規(guī)律。

 

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