一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法技术

本发明专利技术公开了一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，通过细胞在金微叉指电极阵列表面孵育，然后分别采用不同电化学方法形成细胞伤痕并监测细胞迁移，最后根据细胞迁移监测曲线计算细胞迁移速率，评估细胞迁移能力。该方法能评估细胞的迁移能力，考察药物对细胞迁移的影响，可作为潜在抗肿瘤转移药物筛选的工具；本发明专利技术的细胞迁移监测方法科学客观，便于操作、成本低、耗时短，易于实现自动化，因此，本发明专利技术的方法在快速监测细胞迁移以及筛选抑制细胞迁移相关药物领域具有较高的使用价值和推广价值。较高的使用价值和推广价值。较高的使用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法


[0001]本专利技术涉及细胞生物学
，具体为一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法。

技术介绍

[0002]细胞迁移(cell migration)是细胞的正常生命活动，与胚胎发育、血管生成、伤口愈合、动脉粥样硬化、炎症反应和肿瘤转移等多种生理病理活动有关。评估细胞的迁移能力有助于认识生理病理活动的发生与发展，尤其肿瘤细胞具有较强的迁移能力，研究肿瘤细胞的迁移有助于肿瘤疾病的早期诊断、预后评估和相关药物的筛选与发现。目前细胞迁移的分析方法按照原理主要分为体外划痕法和小室迁移法。体外划痕法和小室迁移法均为终点法，无法获得细胞迁移的过程信息，且它们存在结果主观性强、可重复性差或者使用的设备成本高等缺陷。
[0003]针对上述问题，实有必要设计一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的分析方法，实现对细胞生长和迁移过程进行实时动态监测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，基于电化学阻抗分析方法的电子细胞基质阻抗传感技术，通过检测细胞在金微电极表面贴壁生长引起的阻抗变化，实现对细胞生长过程进行实时动态监测。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，包括以下过程：
[0007]采用电化学方法对叉指电极阵列表面孵育的细胞形成伤痕，并监测细胞迁移过程，获得细胞迁移监测曲线，根据细胞迁移监测曲线计算细胞迁移速率，根据细胞迁移速率评估细胞迁移能力及药物对细胞迁移的抑制活性。
[0008]优选的，所述叉指电极阵列包括两个交叉设置的电极，电极上形成有多对长短不同的叉指结构，每个叉指电极由多个圆电极组成。
[0009]优选的，所述叉指电极阵列上集成有细胞培养板，在细胞培养板的微孔中孵育细胞。
[0010]优选的，所述叉指电极阵列表面设置有促进细胞黏附的分子，包括单分子自组装层，以及细胞外基质成分、蛋白质、聚合物层和带电基团中的至少一种。
[0011]优选的，采用电化学阻抗
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电位法在细胞的电极表面形成细胞伤痕。
[0012]优选的，所述电化学阻抗
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电位法的参数如下：电位为0～3V，频率为40000Hz，振幅为0.5V。
[0013]优选的，采用电化学阻抗
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时间法监测非电极区域表面孵育的细胞向电极表面迁
移的过程，获得细胞迁移监测曲线。
[0014]优选的，所述电化学阻抗
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时间法的参数如下：电位为0.01V，频率为4000Hz，振幅为0.005V。
[0015]优选的，所述细胞迁移监测曲线为细胞迁移阻抗变化差值随细胞迁移时间变化的曲线。
[0016]优选的，所述细胞迁移速率为细胞迁移阻抗变化差值与细胞迁移时间的比值。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0018]本专利技术提供的一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，通过细胞在金微叉指电极阵列表面孵育，分别采用不同电化学方法形成细胞伤痕、监测细胞迁移，最后根据细胞迁移监测曲线计算细胞迁移速率，评估细胞迁移能力。该方法能评估细胞的迁移能力，考察药物对细胞迁移的影响，可作为潜在抗肿瘤转移药物筛选的工具。该电化学分析方法基于电化学阻抗分析方法的电子细胞基质阻抗传感技术(Electric Cell
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substrate Impedance Sensing，ECIS)，通过检测细胞在金微电极表面贴壁生长引起的阻抗变化，实现对细胞生长过程进行实时动态监测。Agilent xCELLigence实时无标记细胞分析仪(Real Time Cellular Analysis，RTCA)将金微叉指电极阵列(AuMEA)集成在E
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Plate细胞培养板的微孔底部，可用于细胞生长和增殖分化的实时动态监测。该产品基于小室迁移的原理，也可用于细胞迁移的研究，其结果具有较好的重复性，但耗时较长、操作复杂，且测试成本高。
附图说明
[0019]图1A为本专利技术不同接种密度下AuMEA表面MDA
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MB
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231细胞的RTCA曲线图；
[0020]图1B为本专利技术MDA
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MB
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231细胞在AuMEA表面贴壁生长的显微成像图；
[0021]图1C为本专利技术MDA
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MB
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231细胞在AuMEA表面贴壁生长24h的荧光染色和结晶紫染色图；
[0022]图2A为本专利技术AuMEA在不同体系中的Impedance
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time监测曲线图；
[0023]图2B为本专利技术AuMEA在不含细胞的L15完全培养基体系中的电容
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时间变化曲线图；
[0024]图2C为本专利技术AuMEA在含有细胞的L15完全培养基体系中的电容
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时间变化曲线图；
[0025]图2D为本专利技术AuMEA在含有细胞的L15基础培养基体系的电容
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时间变化曲线图；
[0026]图3A为本专利技术电位范围为0～3V的Impedance
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potential电化学方法刺激曲线；
[0027]图3B为本专利技术不同电位范围Impedance
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potential电刺激作用下，AuMEA的Impedance
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time监测曲线；
[0028]图3C为本专利技术不同电位范围Impedance
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potential电刺激的细胞伤痕形成效率图；
[0029]图3D为本专利技术电位范围为0～3V的Impedance
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potential电刺激作用前后及细胞迁移后的显微表征图；
[0030]图4A为本专利技术完全培养基体系中的细胞生长和迁移的Impedance
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time监测曲线图；
[0031]图4B为本专利技术基础培养基体系中的细胞生长和迁移的Impedance
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time监测曲线图；
[0032]图4C为本专利技术含有PTX的基础培养基体系中的细胞生长和迁移的Impedance
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time监测曲线图；
[0033]图4D为本专利技术完全培养基体系中的细胞生长和迁移的电容
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时间变化曲线图；
[0034]图4E为本专利技术基础培养基体系中的细胞生长和迁移的电容
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时间变化曲线图；
[0035]图4F为本专利技术含有PTX的基础培养基体系中的细胞生长和迁移的电容
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时间变化曲线图；
[0036]图5A为本专利技术MTT考察不同浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，其特征在于，包括以下过程：采用电化学方法对叉指电极阵列表面孵育的细胞形成伤痕，并监测细胞迁移过程，获得细胞迁移监测曲线，根据细胞迁移监测曲线计算细胞迁移速率，根据细胞迁移速率评估细胞迁移能力及药物对细胞迁移的抑制活性。2.根据权利要求1所述的一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，其特征在于，所述叉指电极阵列包括两个交叉设置的电极，电极上形成有多对长短不同的叉指结构，每个叉指电极由多个圆电极组成。3.根据权利要求1所述的一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，其特征在于，所述叉指电极阵列上集成有细胞培养板，在细胞培养板的微孔中孵育细胞。4.根据权利要求1所述的一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，其特征在于，所述叉指电极阵列表面设置有促进细胞黏附的分子，包括单分子自组装层，以及细胞外基质成分、蛋白质、聚合物层和带电基团中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种细胞迁移监测及抑制细胞迁移药物筛选的电化学分析方法，其特征在于，采用电化学阻抗
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电位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东东，张彦民，冉纤，陈嘉涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：