リアルタイム無標識細胞分析器

xCELLigence RTCA TPリアルタイム無標識細胞分析器種々の壁貼り細胞は、種々の化合物の細胞毒性、細胞−細胞共培養、細胞成長及び増殖、細胞接着及び伸長、及び受容体媒介信号経路を検出することにより検出することができる。

特性

1.従来の方法と比較して、この分析システムはより高いレベルの検出感度と予測性を提供することができる。

2、システムは最大3人のユーザーが同時に細胞検査と分析実験を行うことをサポートする

3、E-Plateを同時に配置することができ、各種化合物の細胞毒性、細胞-細胞共培養、細胞成長と増殖、細胞接着と伸長、及び受容体媒介の信号伝達経路4、経路を測定することによって各種の壁貼り細胞を検出する。

5、リアルタイム細胞分析器は専門的に設計され、実験過程でCO 2培養箱に置くことができる。

6、分析ソフトウェアの制御の下で、平行独立に3つのE-plate（16ホール）のインピーダンスを検出することができる

7、システム結果はリアルタイム細胞分析システムの作業プラットフォームに送信されて処理、表示、分析を行う

パフォーマンス指標

技術

細胞インピーダンス解析

細胞検出法は還元主義の生物化学検出と全体生物体内実験の間に介在し、基礎と応用生物学研究において重要なツールである。しかし、多くの細胞検出法の実用性は、（1）マーカーを使用する必要があり、（2）連続的なモニタリングができない（すなわち終点データしか生成できない）、（3）他の直交検出法と互換性がない、および（4）客観的／定量的な読み取り数を提供できないことによって低下している。しかし、これらの欠点の各々は、非侵襲的で標識を必要とせず、リアルタイムの細胞インピーダンス検出法によって克服されている。

細胞インピーダンス検出の機能単位

細胞インピーダンス検出の機能ユニットは、微量滴定板孔の底部表面に融合した金微小電極のセットである（図1）。これらの電極が緩衝液や標準組織培地などの導電性溶液に浸漬されると、電極間に電位が印加されて負極から電子が流出し、溶液本体を通過し、その後正極に堆積して回路が完成する。この現象は電極と溶液本体との相互作用に依存するため、電極−溶液界面に存在する壁貼り細胞は電子の流れを阻害する。このインピーダンスの大きさは、細胞の数、細胞の大きさ、形状、および細胞とマトリックスの付着品質に依存する。重要なことに、金微小電極の表面または印加電位（22ミリボルト）はいずれも細胞の健康または挙動に影響を与えない。

インピーダンス電極

Agient社の電子微量滴定板（E−Plates）の各孔では、金微小電極バイオセンサは70〜80%（観察領域の有無に応じて）の表面積をカバーしている。図1に示す簡略化された電極対とは異なり、E−Platesの各孔の電極は「ストライプ」に接続され、千鳥配列を形成している（図2）。この配列方式は同時に細胞集団を監視することができ、それによって以下の指標を極めて敏感に検出することができる：板に付着した細胞の数、細胞の大きさ/形態及び細胞と基質の付着品質。

リアルタイムインピーダンス曲線解析

細胞壁貼付による電子流インピーダンスは、CI＝（時点nのインピーダンス−細胞がない場合のインピーダンス）／名目インピーダンス値の無次元パラメータ細胞指数（CI）によって表される。図3は、アポトーシス実験の設定および実行中のリアルタイムインピーダンス曲線の一般的な例を提供する。

細胞が培養孔に添加されてから最初の数時間でインピーダンスが急速に増加した。これは、細胞が懸濁状態から落下し、電極上に堆積し、焦点接着を形成するためである。最初に添加された細胞の数が少なく、培養孔の底に空きスペースがあると、細胞が増殖し、細胞指数（CI）が徐々に安定的に増加する。細胞が合流状態に達すると、CI値は穏やかになり、これは電極表面積の中で大量の培地に接触できる部分が変化しないことを反映している。このときアポトーシス誘導剤を添加するとCI値がゼロに低下する。これは細胞が丸くなり、培養孔の底から脱落するためである。この一般的な例は細胞が合流する際に薬物を添加することに関連しているが、インピーダンスに基づく測定方法は非常に柔軟であり、細胞が最初に電極に付着する速度と程度、あるいは細胞増殖の速度と程度を評価することもできる。

インピーダンスと細胞現象の関連性

リアルタイム細胞分析（RTCA）技術は細胞数、増殖速度、細胞サイズ/形態及び細胞と基質の付着品質を定量的に測定する手段を提供する。これらの物理特性は何千何万もの異なる遺伝子/タンパク質産物の総合的な発現であるため、RTCA技術は細胞の健康状態と行動を極めて広く反映することができる。内皮バリア機能、ケモカイン作用から糸状擬足動力学、免疫細胞媒介の細胞溶解まで、xCELLigence計器はすでに多くの方面の細胞現象を分析することに成功した。その応用範囲は広いが、xCELLigence検査は非常に特定の生化学と細胞現象を探究することができる。対照および／または直交技術を合理的に使用することにより、インピーダンス曲線の特徴を特定の細胞／分子現象に関連付けることができる。この関連付けの構築方法を深く理解し、xCELLigence RTCA技術の感度と多機能性を目撃するために、ここで重点的に紹介した多くの具体的な応用を参照してください。

動作原理

生理学的条件下で細胞行動をリアルタイムで検出する

xCELLigence RTCA TPリアルタイム無標識細胞分析器インピーダンスに基づく技術を用いて、数秒から数日以内に標準CO 2細胞培養箱で細胞の健康と挙動を連続的に自動検出することができる。細胞をE-Plateに加えるだけで、細胞数、細胞増殖速度、細胞サイズ、細胞形態、および細胞-基質接着強度のリアルタイムモニタリングを開始することができる。

細胞インピーダンス技術の説明

この高感度リアルタイム細胞インピーダンス解析はE−Plate底面に融合した微小金電極を用いて、非侵襲的に細胞特性を検出することができる。電極と溶液の境界に存在する壁貼り細胞は電子の流れを阻害する。インピーダンスの強弱は、細胞の数、大きさ、形状、および細胞−マトリックスの接着強度に依存する。微小金電極表面及び用いた電位（22 mV）はいずれも細胞活性及び細胞挙動に影響を与えない。

シンプルで安定した検出ワークフロー

xCELLigence RTCAワークフローは、ユーザーが高感度で再現性の高い定量的な分析データを得るのを支援するとともに、手動処理時間を大幅に削減することができます。E-Plateウェルプレートに細胞を加えるだけで、細胞数、細胞増殖速度、細胞サイズ、細胞形態、および細胞-基質接着強度のリアルタイム検出を開始することができる。細胞指数（Cell Index）という無単位パラメータを用いて、壁貼り細胞による細胞電流インピーダンスを報告した。

アプリ

免疫細胞殺傷検査

従来の免疫細胞殺傷検出には時間がかかり、複数の時点データを収集するために複数の技術的組み合わせを使用する必要がある。対照的に、無標識xCELLigence RTCA機器は免疫細胞殺傷の包括的な情報を提供し、体内活性を近似的にシミュレーションした。高感度と高再現性で免疫細胞の殺傷効果を直接リアルタイムで検出する。このような簡単な高スループットワークフローは、細胞の作用機序、連続殺傷、不全を深く研究することができる。

ウイルス病変効果検査

Agilent xCELLigence RTCA機器を使用してウイルスの細胞病変効果（CPE）をリアルタイムで正確に検出し、時間と労力を要する空斑実験を行う必要なく、抗ウイルス治療またはワクチン開発の研究を推進します。ウイルスCPEを数分から数日以内に自動監視し、作業量とサンプルの手動処理を大幅に削減します。細胞増殖動力学を測定し、異なる細胞接種密度におけるウイルス感染の最適な時点を決定し、ワークフローにおけるウイルス媒介細胞病変を評価した。

細胞毒性解析

薬物または化合物の細胞毒性作用は、細胞増殖、細胞サイズまたは形態、および細胞−マトリックス接着強度をリアルタイムで監視することによって決定される。この単純で高スループットの細胞毒性分析を用いて、長期細胞反応の動力学を監視した。作業量を増やすことなく、細胞処理時間について賢明な決定を行い、複数の時点で容易に用量応答曲線を生成する。

細胞接着検査

原発性癌は腫瘍形成過程で数百万個の細胞が脱落して循環系に入り、循環腫瘍細胞（CTCs）と呼ばれる。CTCsは再付着、拡散、遠位器官への転移が可能である。xCELLigence RTCAを用いて、異なるタイプの細胞の接着動力学を持続的に監視し、転移の複雑さをより深く理解することができる。蛍光剤や染料を使用することなく、細胞の接着と伸展をリアルタイムで定量的に評価した。

細胞シグナル伝達検出

G蛋白結合受容体（GPCR）、受容体チロシンキナーゼ（RTK）またはコアホルモン媒介のシグナル伝達は、存在する細胞数、細胞サイズ/形態、および細胞とオリフィスプレート表面との相互作用の緊密さに影響する生化学的変化を引き起こすことが多い。xCELLigence RTCAを使用すると、細胞シグナル伝達イベントに伴う細胞サイズ、形態、増殖速度の変化を敏感に捉えることができます。この無標識持続モニタリングは、処理後の最初の数分および数日以内の細胞反応を定量的に評価することができる。

幹細胞検査

幹細胞研究は人々が病気のメカニズムを認識するのを助け、再生医学の発展に役立ち、新薬の信頼性と有効性をテストする代替方法を提供した。xCELLigence RTCAを用いて幹細胞製品の機能を予測し、間葉性幹細胞（MSCs）の変異性を評価し、細胞治療製品の生産における課題を克服する。より少ない細胞で分析効率を大幅に高め、細胞数、接着強度、形態の総合的な変化を持続的に測定し、各段階の一致性を確保する。

細胞バリア機能解析

細胞障壁機能は内皮細胞と上皮細胞によって提供され、多くの疾患状態で損害を受ける。内皮細胞は血管とリンパ管の内面に配列している。上皮細胞は私たちの体の表面を形成し、外来分子から体を守る障壁として機能しています。インピーダンスに基づくxCELLigence RTCA検出方法は敏感な定量方法であり、溶質浸透性検出や内皮細胞間抵抗（TEER）検出などの伝統的な方法に代えて、障壁破壊を検出することができる。