罗氏xCELLigence: 非标记的、动态实时细胞分析检测技术

目前，大部分细胞检测方法采用的仍是传统的终点法----仅仅给实验定格了一个最终结果，而且经常需要标记和破坏细胞。这就是当前细胞分析方法的最大限制，因为细胞是活体，其生物学和细胞进程是动态而非静态的。因此，为了更充分的了解和测量生物学和细胞进程，应当使用一种非侵入性的系统，来记录细胞应答某些刺激(如药物处理或某种生长因子刺激)时所产生的动态变化。
 
作为无标记生物检测技术领域的一项创新，罗氏应用科学部的xCELLigence系统提供这样一种无需标记、同时又可对细胞进行实时监测的新型细胞分析平台。细胞接种在96微孔E-plate中，在每个孔的底部有嵌入的微电子感应器，微电极阻抗主要由点及周边的离子环境决定，当电场加在上面的时候可以测量到一个基线阻抗，细胞的有无以及贴壁程度的改变都会影响电极传感器表面电子和离子的通过。因此，细胞在检测板上的贴壁、黏附、生长等状况与传感器所测量得到的阻抗相对应。根据阻抗得到的指数，反映了细胞增殖、存活、凋亡、形态变化等细胞生物学状态。

（图1）

图 1: E-plate 底部的交叉微电极工作原理示意图。贴壁生长的哺乳动物细胞与微电级间的相互作用产生的阻抗与孔内的细胞数量、细胞形态以及细胞黏附质量相关；阻抗的大小用细胞指数（CI）进行衡量。

传感器阻抗技术在细胞分析中的应用具有其特有的优势。第一个也是最重要的，细胞传感器阻抗为整个实验全程包括细胞粘附、增殖和融合提供了全程无损伤性的细胞监控。实时的监控为同一个实验中和不同实验间的细胞提供了出色的质量控制。另外，因为有了实时、连续显示的数据，就可以更自信地操作和处理细胞，而不是假定细胞处于合适的处理阶段。有了阻抗读数以及实时获取和显示的数据的特性，每一步处理结果都可以通过机理来预测。最后，因为读数是非损伤性的，传统的终点分析仍然可以继续结合阻抗读数来决定进行传统终点分析的最佳时间点。
 
基于xCELLigence的技术优势，该系统无论是在药物开发研究还是基础生命科学领域都具有广泛的应用领域：