Exakt totalbedömning av cellerna med impedanssignaler. Kredit:Tao Tang, Yaxiaer Yalikun
Att ha ett gott öga för detaljer är en väsentlig färdighet för många yrken. I synnerhet använder biologer speciella tekniker och avancerad teknik för att analysera enskilda celler med oöverträffad precision. Impedanscytometri är en experimentell metod som kan avslöja specifika egenskaper hos levande enstaka celler. Denna teknik kräver elektrisk penetrering, där högfrekvent ström fritt kan passera genom cellmembranet utan att skada cellen. Nu har forskare från Japan bestämt optimala förhållanden för att utföra impedanscytometri. Deras arbete kan leda till snabb bedömning av celler under odling i biologiska experiment.
En förbättrad metod för att mäta enstaka cellers morfologi och biomassa med hjälp av impedanscytometri har introducerats i en nyligen publicerad studie i Microsystems &Nanoengineering . Impedanscytometri innebär att högfrekventa spänningar appliceras på elektroder för att mäta komplex impedans, vilket kan ge information om cellens form och effektiva volym. I studien använde forskare under ledning av Nara Institute of Science and Technology olika faser av spänningssignaler vid fyra frekvenser. De visade att pålagda spänningar med frekvenser på cirka 7 MHz kan passera genom membranet hos Euglena gracilis-celler. Högre frekvenser kan övervaka förändringar i biomassa, medan lägre frekvenser kan spåra volymförändringar.
När ett högfrekvent elektriskt fält penetrerar cellmembranet, lutar den ojämna intracellulära fördelningen impedanspulserna åt vänster eller höger, vilket har verifierats i simuleringar och experiment. "I slutändan bygger vår metod för att bestämma cellmembranets ledningsförmåga på graden av lutning som orsakas av de elektriska pulserna", säger författaren Yoichiroh Hosokawa. Teamet utförde också kalibreringsstudier med pärlor för att bättre förstå de underliggande fysiska mekanismerna för denna effekt.
"Denna forskning möjliggör en enkel bestämning av den elektriska penetrationen av ett cellmembran, och den föreslagna plattformen är användbar för multiparameterbedömning av organismens tillstånd under odling", säger seniorförfattaren Yaxiaer Yalikun. Denna plattform kan lätt integreras i mikrofluidsystem för skalbar övervakning av biologiska experiment.
Behovet av effektiv och mycket noggrann analys av levande enstaka celler kan tillgodoses med denna nya impedanscytometrimetod som utvecklats av forskargruppen som leds av Nara Institute of Science and Technology. Framtida tillämpningar skulle kunna utvidgas till celler i däggdjur för att övervaka specifika membranförändringar inom områden som onkogenes och cellåldring. + Utforska vidare
