TCA-CardioECR

實時測量心肌細胞收縮力、舒張力和場電位

xCELLigence RTCA CardioECR儀器將高頻測量的細胞誘導電阻抗與多電極陣列技術相結合，以同時評估心肌細胞收縮力，舒張力和場電位。該儀器使用無創電阻抗監測，以實時無標記的方式評估細胞形態變化和附著質量。因為細胞誘導的電阻抗取決于細胞大小/形狀以及細胞與平板底部相互作用的強度，所以心肌細胞的收縮 - 舒張周期產生了在毫秒級上容易捕獲的阻抗的明顯的節奏波動。這種“跳動”模式的強度和周期的變化可以在短（秒）到長（天）時間方案中監測，以評估在不同藥物存在下的心肌細胞收縮力和活力。

CardioECR（ExtraCellular Recording）與其他xCELLigence儀器不同，包括第一代Cardio型號，具有以下幾種：（1）具有增強的阻抗數據采集速率（每1毫秒）；（2）使用單獨的電極對以測量10 kHz的場電位；（3）提供起搏刺激；（4）使用電子48孔實時微電子檢測板（E-Plate CardioECR 48）。通過xCELLigence RTCA CardioECR儀器同時記錄阻抗和場電位，可以以前所未有的細節提供心肌細胞健康狀況，從而更深入地了解藥物誘導的心臟負荷的機制。

基于阻抗的xCELLigence RTCA Cardio系統，新的CardioECR系統將阻抗記錄（用于評估收縮性和可行性）與多電極陣列（MEA）技術和起搏功能（用于評估集成離子通道活性）相結合。將心肌細胞接種在包含與每個孔底部融合的金微電極陣列的48孔實時微電子檢測板（E-Plate CardioECR 48）中（圖1A-C）。施加低電壓（小于20mV）在電極之間產生電流，由于心肌細胞其被覆蓋電極的細胞數量，收縮/松弛周期涉及細胞形態和粘附的明顯地變化，因此可以使用阻抗進行動態監測（圖2A-B）。 xCELLigence RTCA CardioECR系統的增強型阻抗測量速率（每1 ms）提供極高的時間分辨率，用于實時查看心肌細胞收縮/舒張的細微差別。除了監測細胞活力和舒張活性外，孔底附加點電極（圖1C）允許在10kHz下的細胞外場電位（FP）測量，其可以與阻抗記錄串聯（圖2B）。

圖1 與XCELLigence RTCA CardioECR系統兼容的E-Plate CardioECR 48。（A）E-Plate CardioECR 48.該板的面積符合ANSI / SBS 1-2004要求，按照ANSI / SBS 4-2004的中心標準制作，每列中的孔間距為9 mm。 （B）放大E-Plate CardioECR 48孔的視圖。 （C）與兩種記錄電極（阻抗和場電極）相互作用的心肌細胞融合層的圖形描繪。

圖2.同時使用阻抗和場電位來監測心肌細胞的健康和功能。 （A）粘附在單個電極上的兩個心肌細胞的收縮狀態與舒張狀態的比較。細胞尺寸/形狀的差異以及細胞接觸電極的方式導致這兩種狀態不同地阻礙電流的流動。 （B）實時監測心肌細胞收縮（紅，綠，藍，粉紅色痕跡）和場電位（集成離子通道活性;黑色痕跡）。與陰性對照（上面的痕跡）相比，這里評估的三種不同藥物（下面的三組痕跡）對收縮和場電位都有明顯的影響。