使用高密度微电极阵列芯片进行阻抗映射,揭示了体外表皮屏障的动态异质性
Alessandra Venz1,2, Bastien Duckert2, Liesbet Lagae1,2
1Biophysics Department, KU Leuven, Leuven, Belgium.
Scientific reports
|January 10, 2025
概括
高密度微电极阵列 (HD-MEAs) 在器官芯片系统中提供了对表皮组织发育的实时,无标签的监测. 这种先进的阻抗传感技术以空前的时空分辨率捕捉动态细胞变化.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞生物学 细胞生物学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 在体外表皮组织表现出复杂的,异质的分化难以用传统方法分析.
- 传统的分析方法缺乏用于动态组织监测所需的时空分辨率.
- 带有集成电极的固体基板系统为器官芯片应用提供了改进的分析.
研究的目的:
- 评估CMOS集成高密度微电极阵列 (HD-MEAs) 的实时无标签监测上皮组织动态的能力.
- 评估阻抗传感的时空分辨率,用于分析细胞增殖,屏障形成和3D结构发展.
- 为了证明HD-MEAs在检测化学诱导的上皮质屏障破坏中的实用性.
主要方法:
- 使用了一个集成CMOS的16384电极的HD-MEA芯片,带有亚细胞大小的电极 (8微米直径).
- 使用1kHz的电化学阻抗监测来跟踪Caco-2细胞生命周期.
- 相关阻抗图数据与光学成像用于细胞水平分析.
主要成果:
- 在7天的Caco-2细胞培养过程中,观察到显著的变化在1kHz (高达+453%).
- Z 下载1kHz地图准确地反映了Caco-2细胞的增殖和3D圆顶的形成,与光学图像对齐.
- 在屏障破坏过程中,在3D细胞圆顶与附着细胞 (-16%) 中显示出更高的阻抗降低 (-41%),表明灵敏度提高.
结论:
- 与CMOS集成的HD-MEAs提供高时空分辨率,用于无标签,实时监测上皮组织动态.
- 这项技术可以在器官芯片模型中详细分析细胞异质性和屏障功能.
- HD-MEA阻抗传感为评估组织屏障完整性和检测破坏性物质提供了一种敏感和信息化的方法.
关键词:
CMOS微电极阵列中的CMOS微电极阵列.在Caco-2细胞中.电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电皮质屏障是一种表皮屏障.在MEA中,MEA是MEA.更多相关视频
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