基于微柱阵列的微流体装置,用于电化学监测细胞培养健康状况
Masoud Khazaei1, Jann Harberts1, Azadeh Nilghaz2
1Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, Monash University, Parkville, Victoria, 3052, Australia; Melbourne Centre for Nanofabrication, Victorian Node of the Australian National Fabrication Facility, Clayton, Victoria, 3168, Australia.
Biosensors & bioelectronics
|May 4, 2025
概括
一种新的微流体电化学装置 (MED) 能够实时监测细胞培养中的葡萄糖. 这种生物传感器为细胞健康和污染检测提供了快速,准确的测量,提高了实验可靠性.
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
- 生物传感器技术技术
背景情况:
- 葡萄糖水平是细胞健康和新陈代谢的关键指标.
- 传统的葡萄糖监测方法是劳动密集型和耗时的.
- 需要实时,在细胞培养物中进行非侵入性葡萄糖监测.
研究的目的:
- 开发和验证基于微柱的微流体电化学装置 (MED),用于实时血糖监测.
- 评估MED在各种细胞培养系统中的性能,包括人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 和小鼠纤维细胞.
- 证明MED在监测细胞代谢转变和检测污染方面的实用性.
主要方法:
- 基于微柱的微流体电化学装置 (MED) 的制造.
- 在hiPSCs和小鼠纤维细胞培养物中实时测量葡萄糖.
- 性能评估包括线性范围,灵敏度和检测极限.
- 与超高性能液态染色学 (UHPLC) 进行比较,以提高准确性.
- 在监测代谢变化和检测大肠杆菌污染时的应用.
主要成果:
- 该MED的线性范围为0.025-1.50mM,灵敏度高 (4.71±0.13μA·mM-1),检测极限低 (19.10±0.50μM).
- 葡萄糖测量准确可靠,与UHPLC可比.
- 该设备成功地监测了不同生长阶段的小鼠纤维细胞中的动态代谢转变.
- 在被大肠杆菌*污染的高PSC中检测到葡萄糖消耗的显著变化,表明早期检测了污染.
结论:
- 基于微支柱的MED提供了一个强大的平台,用于实时,在细胞培养物中进行非侵入性葡萄糖监测.
- 这项技术提高了实验可靠性,使细胞健康持续评估,而不会破坏培养.
- 在改善细胞培养监测,代谢研究和早期污染检测方面,MED具有显著的潜力.
