单细胞检测的得力助手!
高通量 多参数 非标记 实时无损检测!
多参数:可获取细胞活力、数量、浓度等信息,并追踪细胞分化、衰老、凋亡及癌变等生理状态
通用性:适用于1-50μm内所有类型的单细胞 (人体、动/植物细胞、细菌、酵母、孢子、藻类、体细胞等)
高效性:实时标准化无损检测、几分钟内获得结果,通量高、重复性高、精确度高
易用性:无需染色、标记或细胞再培养,操作简单易上手
灵活性:可根据细胞类型、研究目标自定义测量和分析协议
Ampha X30高内涵细胞仪 开创了单细胞分析的新纪元,通过整合微流控技术、电阻抗技术与多频电场技术,能够在微流体精准参考条件下,实现流动态单细胞的高通量、连续、无损阻抗检测,实时获得细胞活力、数量、浓度等信息,并追踪细胞分化、衰老、凋亡及癌变等生理状态。与常规细胞分析仪相比,Ampha X30高内涵细胞分析仪具有非标记、多参数、低污染、检测速度快、标准化程度高等显著优势,是细胞工厂构建与优化环节不可或缺的强有力工具,可应用于食品加工、生物能源、生物制药等生物加工领域。
工作原理:
基于细胞膜的电特性(膜电容和膜电阻),当不同大小和活性的细胞随悬浮液流经广频(0-30 MHz)交流电场时将产生不同的电阻抗信号,经解析获得细胞的浓度、数量、活性及大小等信息。如下图所示:A)细胞在不同频率的交流电场中的检测结果:低频电场反映细胞的体积特性即电直径,高频电场反映细胞的介电特性即细胞活性;B) 微流控芯片;C)细胞电阻抗信号(蓝色实部即电阻信号,绿色虚部即容性电抗信号),细胞膜完整性决定容性电抗的大小,故可通过虚部信号来区分活细胞和死细胞,最终以阻抗相位角-振幅散点图反映出来。
Ampha X30信号的采集和转导
应用领域:
细胞发育研究:细胞分化、衰老、凋亡及癌变等生理状态
微生物发酵:酒精饮品的酿造、生物燃料的生产、奶酪/酸奶的生产、青霉素/疫苗等药物的生产
生物医学:肿瘤诊断、肿瘤机制研究、细胞信号调控、细胞免疫、临床即时诊断
药物/毒理分析:毒性/药性应激反应、药筛/药物降解、病毒滴定、材料安全检测
混浊、不透明或自发荧光介质:牛奶/其他食品基质、乳状液、金属工作液、自发荧光介质(如微藻)等
高精确度:
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图1. 酵母活性(Ampha X30与PI荧光染色法) | 图2. BL2细胞浓度(Ampha X30与Neubauer血球计数板) |
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图3. 感染杆状病毒(BV)后Sf9昆虫细胞的变化(Ampha X30与Countess™自动细胞计数仪) |
技术参数
通用型芯片: | 15×15μm、30×30μm、50×50μm、80×80μm 选配 |
测量频率范围: | 0.1 MHz ~30 MHz |
测量频率选择: | 可同时选择1-4个测量频率 |
测量体积范围: | 250 ~500μl |
测量浓度范围: | 0~2×107个cells/ ml |
测量粒径范围: | 1 ~50μm |
采样流量范围: | 3 ~50μl/ min |
适配样品管 : | 标准5ml流式细胞管 |
仪 器 尺 寸: | 330mm×370mm×420mm(H*W*D) |
仪 器 重 量: | 11.4Kg |
适 用 电 源: | 24V DC ± 5 %,max. 3 A,< 90 W;支持24V可充电电池 |
数 据 传 输: | Wi-Fi、USB、蓝牙 |
端 口: | 3×2.0USB、以太网、DVI端口 |
环 境 温 度: | 5~45°C |
环 境 湿 度: | 10%~90%,无冷凝 |
液 路 系 统: | 自动化进样,具有自动混匀和自动清洗功能,降低样本间交叉污染 |
操 作 系 统: | 完全自动化控制,包含开关机、样品测试、仪器维护等自动化程序 |
自定义设置: | 根据不同研究目标自定义花粉测量和分析协议 |
数 据 分 析: | 软件支持多次测量结果(不限个数)的叠加分析,适用于不同处理、不同发育阶段的对比,且同时支持门控数据的统计分析 |
数 据 类 型: | 支持.CSV、.HTML、.PNG、BMP、JPG、DOCX、ODT、LaTex、Markdown九种格式 |
应用案例分享:
啤酒酿造
啤酒酿造过程中酵母菌种、酵母接种量、酵母使用代数、发酵工艺条件等都会影响啤酒的风味在此过程中,密切关注酵母活力和酵母密度是控制和改进发酵过程的关键。Ampha X30能够在啤酒酿造生产过程,高通量、快速、精准监控啤酒酵母细胞的活力、浓度、代谢、繁殖和健康状态,实时评估温度、渗透压、培养条件等因素对酵母菌的影响,进而及时优化发酵工艺。
啤酒酿造过程中酵母菌密度、活性及酒精浓度的变化
该案例分析了啤酒酿造过程中,啤酒酵母菌密度、活性及酒精浓度的变化。如图所示发酵1天后 (红),酵母细胞从滞后期进入早期指数(对数)期;第1-2天为发生细胞显著增殖的指数生长期 (绿);第3天,由于细胞的剧烈增殖和营养物质的耗尽,高相位酵母群逐渐向低相位移动(红-绿-蓝,活力逐渐降低)。该过程反映了发酵罐中酵母活性及发酵条件的变化,即发酵初期酵母细胞浓度低、活力低且发酵罐中存在大量氧气,当发酵罐中的氧气全部消耗完后,酵母细胞转入厌氧发酵产生乙醇,乙醇浓度迅速增加并逐渐对酵母细胞产生毒性,导致酵母细胞活性降低。
肿瘤细胞凋亡机制
A Fresh Culture | B Old Culture |
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不同培养时期BL2细胞的阻抗相位和细胞活力的变化 |
Staurosporine诱导下BL2细胞的凋亡过程 |
肿瘤细胞培养是研究癌变机理、抗癌药检测、癌分子生物学极其重要的手段,监测药物对肿瘤细胞的影响对阐明和解决癌症将起着不可估量的作用。该案例研究了Staurosporine对BL2淋巴瘤细胞的影响。从图中可以看出,在Staurosporine处理1小时后,BL2细胞活性(蓝)显著下降,而对照组(黑)BL2细胞在10小时内始终保持高活性,之后才逐渐下降。Ampha X30无需进行细胞的染色、标记或培养,可在肿瘤细胞培养过程中随时检测肿瘤细胞生理特性的变化,准确评估肿瘤细胞对凋亡诱导剂、细胞毒剂的剂量反应或分化、凋亡进程。
药物筛选及药效评估
人体和动物细胞,特别是哺乳动物细胞,在药物研究、药效表达、临床诊断等应用中发挥着重要作用。哺乳动物细胞常被用于生产抗体、蛋白质、疫苗、再生医学等领域,中国仓鼠卵巢细胞(CHO)是目前全球研究较多的一种表达系统,在生物制药领域中应用较为广泛。
本案例利用Ampha X30监测了CHO细胞在三周内的发育变化,上图为第4天(蓝色)、9天(红色)和19天(绿色)的CHO细胞相位角-振幅散点叠加图,散点图左下方的小群体代表死亡细胞,而右侧的大群体代表活性细胞,从叠加图中可以看到CHO细胞活性在前9天里并未发生变化,而在第19天,散点图显著向较低相位角偏移,这表明由于缺乏底物CHO细胞逐渐失去活性。
重组蛋白生产
基于昆虫杆状病毒表达系统自身的特点和优势,目前已被广泛应用于药物研发、疫苗生产、重组病毒杀虫剂等众多领域。Ampha X30可帮助在Sf9昆虫细胞BV感染过程中检测细胞活力变化、确定多重性感染(MOI)范围、筛选理想的表达条件并预测BV昆虫细胞系统中收获胞内蛋白的最佳时间。
感染杆状病毒(BV)数小时内Sf9昆虫细胞活性的变化
如案例所示,Sf9昆虫细胞在感染BV后的数小时(hpi)内,Ampha X30细胞分析仪所获得的相位-振幅散点图可明显分离出三个细胞类群,分为是活细胞(viable)、感染晚期(LPI)和死细胞(dead)类群。感染48hpi后,活细胞的阻抗振幅降低(细胞萎缩)且数量逐渐减少,直至99hpi细胞全部死亡。感染晚期(LPI)细胞类群出现在较低相位,这部分细胞在0-60hpi逐渐增加随后减少直至消失。
肿瘤药物敏感性/毒性评估
肿瘤患者来源的异种移植(PDX)是进行化疗药物敏感性和毒性评估的有效手段,对预测化疗疗效十分重要。药物处理后,细胞分泌亚细胞凋亡小体(ABs)和微泡(MVs)的数量、大小和内容物的变化可以反映药物对细胞的作用效果。如果 ABs 大量产生,通常意味着细胞发生了明显的凋亡,提示药物可能具有较好的抗肿瘤活性,而分析 ABs 和 MVs 的内容物和释放规律,有助于深入了解药物作用于细胞的具体靶点和信号通路。
不同浓度的吉西他滨诱导下PDAC细胞系的凋亡变化(显微镜镜检vs. 流式细胞术vs. Ampha Z32)
该研究通过不同方法评估了不同药物浓度下PDAC细胞系的凋亡变化,结果表明X30可在不同的肿瘤微环境模型和药物类型下高通量、非标记、快速无损检测ABs表型并追踪细胞凋亡过程,进而准确评估药物敏感性和毒性,是一个测量单细胞电生理学特性的有效工具,不仅免除了费力耗力的细胞收集和染色标记过程,还可避免因染色不当所造成的细胞凋亡。
纳米材料毒性评估
纳米材料广泛应用于工业、农业、食品、日用品、医药等各个领域的同时,已不可避免的给我们的环境和健康带来不利影响。因此,为确保纳米材料的安全性,促进纳米技术的发展,进行纳米材料毒性评估十分必要且紧迫。Ampha X30可以非标记、高通量、快速评估纳米材料的毒性,避免假阴性或假阳性的检测结果,是一种可靠且经济高效的检测方法。
U937细胞对NM-300K(Ag,100μg/ mL)的急性毒性效应
藻类发酵
随着生物技术的不断发展和创新,藻类发酵技术逐渐应用在生物工程、食品工业以及可再生能源等领域。微藻是自然界食物链中脂肪酸的主要来源,是当前生物能源和生物化工领域的研究热点之一。但与其他类型的细胞相比,微藻细胞体积较小且具有自发荧光,因此传统光学分析方法难度极大。Ampha X30基于细胞本身的电特性,不受自身荧光或细胞大小的影响,可以有效监测生物反应器中脂肪酸的过生产过程,帮助筛选合适的微藻种类、优化培养条件(如光照、温度、营养盐浓度等)以实现高效、可持续的脂肪酸生产。
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产地:瑞士Amphasys