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AXION 微电极阵列

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工作原理【点击观看相关视频】

将细胞加入底部具有微电极集成电路的多孔板,培养细胞并建立细胞间电信号连接后,将多孔板放入 Maestro 系统记录细胞外电压。微伏级的电压分辨率以及快速的数据采集频率 (12.5 kHz)可以确保能够精确详尽记录每一个动作电位 。 从整个多孔板中所有768个电极中同时并且互不干扰地采集和记录数据,每孔中的高密度电极将为我们勾画出一份拥有丰富信息的实验报告:不仅仅有单个细胞的功能,更有群体的细胞作为一个整体的行为。

       

      多空板底的微电极集成电路

 

MAESTRO 产品优势

1:Maestro 具体特性如下:

  • 无标记,无侵入式的记录培养的电活性细胞的细胞外电压
  • 环境控制系统为短期或长期的实验研究提供稳定的CO2和温度环境;
  • 快速的数据收集率 (12.5 KHz)精确量化去极化波形;
  • 敏感的电压分辨率可检测细微的细胞外动作电位;
  • 768个电极–行业ling先的微电极阵列密度为整个培养板提供高质量的数据;
  • 可变换的培养板类型(12、24、48和96孔板)提供适合各种需要的细胞板;
  • 先进技术的电极处理芯片(BioCore V4)提供超强信号,超低频率容量和无限的灵活性;
  • “一键设置功能”,温度和二氧化碳水平可自动设置,板型参数通过条码读取器自动获取,从而使得实验数据追溯更为方便;
  • 自由控制,需要细胞电生理的独特信息?可以通过电刺激或者光刺激来获取;
  • 新一代 AxIS Navigator 软件,能够很容易的采集和分析数据,可测量心脏跳动( beating ),节律性( Rhythmicity ),延长(Prolongation),传导(Conduction),测量神经的放电( Firing )、放电簇(Bursting)和同步 ( Synchrony )等:
  • 独特的LEAP(Local Extracellular Action Potential)信号转化功能,能够直接将场电位(FP)转换成动作电位(AP);

2:Maestro 不同型号产品参数比较:

 

Maestro 涉及应用领域

1:神经应用案例分析

  • 神经毒性筛选:细胞:大鼠皮层神经元培养;检测:放电率(Spike Rate),平均放电率(MFP),活性电极数;结果:药物处理抑制了神经元的放电;

 

 

 

 

 

  • 神经表型筛选:细胞:两个不同组群的神经元;检测:平均放电率(MFR),网络放电簇,同步性;结果:组1和组2具有不同的神经放电特征,组1的MFR,网络放电簇和同步性都高于组2;

  • 神经疾病模型:可用于威廉姆斯综合征(Williams Syndrome),肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS) ,帕金森(Parkinson’s Disease)等多种神经疾病研究;下图为威廉姆斯综合征案例检测分析,结果表示WS改变神经网络的连通性,相似的网络放电簇频率但是增加了单位放电簇中spikes的数量:

2:心脏安全药理学评价:CiPA(Comprehensive in vitro Proarrhythmia Assay)综合性离体致心律失常风险评估

CiPA是US FDA, CSRC, HESI 和SPS等机构提出的有关临床前药物心脏安全评估的新建议,其目的是修改原来的临床前心脏安全评估S7B规则并废除药物临床心脏安全评估的E14规则。CiPA这一新的策略代表了心脏安全药理学评价模式的转变, 它取代了以往应用单一参数( hERG电流) 、间接指标( QT 间期延长) 评价心脏安全性的方法。CiPA策略包括四个部分(如下图):1.研究药物对人类心脏多个离子通道功能的影响;2.将单个离子通道功能的影响结果整合建立计算机模型, 预测药物引发的复极化变化;3.在 hSC-CMs上验证已观察到的药物对动作电位的影响;4.临床Ⅰ期研究中对人体 ECG 的评估。

CiPA的主要部分是利用MEA对人类干细胞来源的心肌细胞( hSC-CMs )进行电生理分析,它提供了多种离子通道心肌动作电位的综合评价。 MEA技术大大增加了检测的高通量,具有对心脏安全评价的可预测性和可靠性。

Mastro应用实例:在6个不同实验室进行的CiPA试点研究中,用Maestro的MEA方法检测了已知机制的两个不同类型细胞和8种复合物,Maestro和相应的软件分析证明了其在不同实验室,不同细胞类型以及重复性实验中保持了高可靠性,同时准确地检测了去极化(峰值振幅),复极化(场电位)和心率失常表型的变化。

Axion的AxIS软件可实现EAD的实时可视化,CiPA分析工具通过用户界面自动检测潜在的心率失常,以进行检查和分类。已完成的分析可以很容易的导出为“文献可用”的剂量相关图表或的CiPA报告格式。

 

3:光遗传系统:将光敏感离子通道蛋白(如ChR2,ArchT)转入相应的细胞中,通过不同波长的光刺激来激活或抑制基因的表达,从而调控生物学功能。

  • 光遗传与MEA结合应用案例:

 

  • 单独光遗传可用于:基因调控 ,Crispr-Cas9系统调控,细胞内信号调控等。

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