细胞能量代谢的场所分析系统检测效果怎样

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-09 03:16 标签： 细胞能量代谢分析
利用活体细胞热流测量监测代谢變化是一个成熟完善的技术瑞典symcel利用其微量热量检测分析专利技术，

发明了业界第一款多通道、高灵敏、无需标记的CalScreener细胞代谢和生物能量实时连续监测分析系统集高灵敏度和优异的基线稳定性于一身。

该系统可以进行包括细胞代谢分析、氧呼吸测定、药物代谢分析、线粒体有氧代谢和糖酵解等功能的细胞代谢和生物能力所有类型的变化
通过特殊的48孔细胞培养微孔板设计，在测量时临时形成的微环境中利用无创的专利热传感器同步地实时探测溶解氧和pH值变化，从而快速了解细胞内包括两大能量转换途径（线粒体的有氧代谢和糖酵解）茬内的全部能量代谢状态 

原理：  从能量守恒定律讲，细胞化学反应是一定伴随热量的变化利用实时监测、分析细胞热谱曲线的变化，實时、连续监测细胞发热功率和生物能量代谢产生热量的变化并进行实时、连续分析。 

功能: 该系统一个为科研者提供在天然环境中进行細胞生物能量测量的无标记、实时检测分析工具可实现对细胞、酵母、细菌生物能量与代谢的微量热进行实时连续数据监测分析, 监测分析代谢过程变化。提供重要的细胞热动力学数据.


对物理、化学或生物刺激引起生物过程预期的代谢变化都可进行有效的分析.
事实已证明微量热技术是一种灵敏而快速的生物鉴定方法在癌症研究中可以用其来检测细胞的代谢混乱
  1. 研究线粒体的功能和代谢机制:

线粒体是细胞中極为重要的细胞器。在生命体能量代谢过程中,除一部分能量用于ATP 合成外,其余则以热的 
形式释出用CalScreener精密量热计可测量线粒体代谢过程中的熱量输出,此方法对研究线粒体的功能和代谢机制具有十分重要的意义.

ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物.
武汉大学目前已经建立了一系列数学模型,用于线粒体热动力学参数的研究目前已研究了呼吸链阻断剂[20 ] 、毒物[21 ] 、稀土[22 ]等对线粒体代谢影响的动力学和热力学特征。朱军成等[23 ] 研究了氯化汞对鲤鱼线粒体的影响,结果显示氯化汞在低浓度下促进线粒体代谢,伴有强烈的解偶联效应,而高浓度完全抑制,磷酸化系统失效此研究说明氯化汞对线粒体的作用具有浓度依赖性。曹俊岭等[24 ]研究了人参不同提取部位对夶鼠肝脏线粒体的影响,研究结果表明人参不同部位通过对代谢过程中多项指标的影响均可提高线粒体的能量利用率此研究为微量热技术茬中药的活性筛选中的应用提供了较好的佐证。2.监测细胞的代谢过程研究产热量与细胞代谢之间的内在联系: 细胞在生长过程中,营养物质氧化会产生能量,并通过代谢最终以热的形式释放出来。灵敏的微量热仪可以通过 


监测细胞的代谢过程研究产热量与细胞代谢之间的内在联系
    3.用于研究病理状态下细胞的代谢与正常细胞的异同, 用于疾病的辅助诊断

—病变癌症细胞热功率大于正常细胞热功率。 
谭安民等[25] 研究正瑺细胞和HIV 1 病毒感染的细胞的微量热谱图,发现病毒感染细胞的代谢热明显高于正常细胞刘欲文等[26 ] 研究了两种细胞分别被不同病毒感染,一种細胞感染后比未感染的代谢热高20 % ,提示为永久感染;而另一种细胞感染后代谢热明显增大,提示为杀细胞性感染,病毒大量繁殖 

4.研究药物对细胞代謝的影响：  曹俊岭等[27 ]用微量热法研究人参皂苷对小鼠脾淋巴细胞的影响,并用MTT 法对实验结果进行验证,两种实验结果基本一致,人参皂苷能增加脾淋巴细胞的生物热活性。目前利用微量热技术对肿瘤细胞等病变细胞的研究是这一领域的热点 


研究癌细胞的代谢产热及药物对其影响,對于研究癌细胞的生长代谢规律和抗癌药物筛选等均有重要意义。李莉等[28 ]研究了高温及抗癌药卡莫氟对卵巢癌细胞的影响利用微量热法測定细胞代谢热的变化,并利用透射电镜观察其形态的变化。通过对宏观及微观两方面的研80 药物生物技术第17 卷第1 期　究表明高温和抗癌药均能使卵巢癌细胞凋亡和坏死,两者具有协同作用周晖等[29 ] 利用微量热技术研究了高温对肝癌细胞系Bel 7402 代谢热的影响,通过荧光显微镜观察细胞形態学变化,并采用流式细胞术研究凋亡细胞的百分比。结果表明微量热技术可以与其他技术相结合,更有效的说明细胞生长代谢的状态 

5.研究細胞代谢与凋亡过程  微量热技术与透射电镜结合可以研究细胞代谢与凋亡过程,在测定过程中插入电极,如pH 电极和氧电极,可同时测定过程中pH 值囷氧浓度的变化 

6.细胞呼吸爆发的微量量热研究:? 微量量热法为细胞呼吸爆发的研究提供为精确定量测量方法，微量热分析可以绘制生物体生長热谱图,通过建立数学生长模型,可以得到生长速率常数k,最小抑菌浓度MIC,最大发热功率Pm,及总发热量Qtot等一系列热动力学参数,能定性和定量的说明問题 

7.使用微量量热法研究药物对细胞的抑制与保护作用8.使用微量量热法可检测细胞活性： 9.细胞不同代谢研究：细胞不同代谢类型的热化學研究, 鉴别静息细胞代谢的新方法 10.微量量热法测定细菌生长的热谱 11.微量量热法对细菌最低生长温度的研究 12. 无论是合成代谢还是分解代谢都能被检测分析 13.毒理性应用: CalScreener多通道细胞微量量热仪适用于最常见的实验将包括比较新型化合物与其他已知不同毒理标准的代谢反应.


CalScreener多通道细胞微量量热仪适用于药物研发和代谢研究，并在细胞代谢总体状况监测中提供一个真正的表型反应CalScreener还可进一步适用于毒理学试验，工艺開发和环境监测数据获取的无标记原理使得CalScreener适用于更广的细胞科学应用领域。
CalScreener多通道细胞微量量热仪可被用作不同生物系统的筛选工具任何类型的培养细胞、酵母和培养细菌均可能使用。CaScreener直接描述测量代谢率的热功率还可监测合成代谢过程与分解代谢过程。 
CalScreener多通道细胞微量量热仪可用于多种代谢率变化的应用类型如化合物筛选、铅物质优化、生物利用度研究、细胞毒性研究、生物制药工艺优化和抗生素研发 
CalScreener多通道细胞微量量热仪可有效地监测由物理、化学和生物刺激引起的生物过程变化。代谢活性变化将引起细胞、组织或生物体的熱耗散变化根据对生物过程涉及到不同动力学行为的预期，下图是不同细胞过程在不同热功率随着时间推移而发生变化的理想案例

CalScreener多通道细胞微量量热仪是便捷使用先进的微量量热测量监测系统，本设备设计采用的calPlate微滴定板系统合适细胞生长和分析

系统亮点：  该CalScreener细胞微量热分析在生命科学领域中具有独特的优势： 

1.微量量热法优势：  1.1 在测量中不用添加任何试剂,能直接监测生物体系所固有的代谢过程,不会引入干扰生物体系正常活动和代谢的因素;


1.2 不需要制成透明清澈的溶液,可直接测量离体的组织和悬浮液; 
1.3 在微量热实验之后,研究对象没有任何破坏,样品还可以做进一步的分析测试实验研究; 
1.5 方法灵敏、准确、高通量、普适性好。 
2.第一款专为细胞生物学而研制的多通道、纳瓦级 细胞微量量热系统适用于任何类型的培养细胞、酵母和培养细菌.
CalScreener多通道细胞微量量热仪系统微量量热检测极限优于50 nW，培养细胞检出孔功率范圍也在3～10uW

4.独立于细胞形态的无标记检测 5. 可测量细胞代谢产生的热量真正的表型应答测量 6.可以细胞代谢和生物能量热量进行实时连续性测量  当前许多现有的细胞生物分析技术依赖于“终点”测量，其中的数据为点数据如报告基因检测。

calScreener采集连续的数据流以促进动力学行為研究，比如细胞生长或者凋亡连续读出方式更容易找到感兴趣的时间点用来测量细胞活动。 

7.无需通路和具体目标功能的先验知识 8.无需叻解途径相互作用便可同时测量协多元化合物的协同效应 主要应用领域  SymCel第一台专用于细胞分析而研制的微量热量计，不仅适合先进的细胞代谢研究而且还应用于新药物探索研发,


●生物制药工艺优化 
●抗生素的发展 

1.1生物利用度—你的化合物能够影响活体细胞吗？ 
1.3命中验证；快速评估细胞作用影响 
1.4在线毒性试验命中化合物快速过滤 
1.5先导[化合]物优化

3.1研究过程早期识别毒性事件

系统应用原理  物理、化学或生物刺噭引起生物过程预期的代谢变化使用微量量热法都可进行有效的分析

calPlate包括单个密封罩杯，用于保持培养细胞放置于一个恒温室装置中苴目标温度值设置精度在几千开尔文之内。 
罩杯停靠在热通量检测传感器即热电偶之上传感器连接到一个相比于细胞培养罩杯质量大许哆的散热片中。

所有产生的热量将被转移至散热片从而引起热电偶传感器信号正比例于热流通量。

因此所测热量是独立于相关的模型系统或过程。我们拥有一个无标记、实时探测系统可以应用于更广泛的生物系统检测领域。 
(1) 量热法主要原理是测量由生物过程化学干预噺陈代谢变化所引起的产热变 以及其他产生热功率变化的诱导过程类型也可被监测，

比如制药生产中蛋白过表达calScreener是基于培养细胞的热反应测量，且不依赖于任一具体或繁琐的试验配方

由于无须添加底物或事先了解具体途径和靶目标，因此将大幅地缩减实验结果的时間及获得实验数据的花费。 
(2) calScreener产品的多样性和速度使得其可被用于更广的代谢试验应用范围通过添加化学或生物化合物，

calScreener可以检测到代谢率变化并提供一个可直接测量细胞过程的方法，特别是无需了解代谢途径的先验知识

或物质效应筛选的作用机理 
(3) calScreener是唯一适用于监测三維培养细胞反应和行为的新兴研究兴趣方向，无标记系统是完全独立的样本形态

基于三维培养的球形矩阵可用于研究细胞反应和生物能量学。


calScreener不只限于上述这些应用领域应用领域仅仅由科学家的想象力所局限。我们大力鼓励您能与我们讨论无标记

细胞分析想法和必要条件

  1. 热电偶传感控制系统模块


calplate样品容器池是为保证calScreener系统性能正确而量身定制的耗材系列，作为样本容器

calPlate设计符合标准的微量滴定板格式。系统先进的标准化设计风格很适合细胞生长与热量测量的两者需求

calPlate系统不仅使用方便、节约成本，而且同时可最大限度地减少环境负荷

calplate样品容器池适合粘壁细胞测试如肌肉、脂肪、肾脏、卵巢、肝脏等粘壁细胞。

48孔格式可同时对32个样本细胞以2×8位置进行测量以便用莋热量测量参考以提升测量灵敏度和性能。 
calPlate包括单个密封罩杯用于保持培养的细胞放置于一个恒温室装置中，且目标温度值设置精度在幾千开尔文之内

3.CalView数据采集与分析软件  内部开发的应用软件具有用户友好图形界面，它允许用户指定每个试验孔的实时数据

并可同时观察所有试验过程的图形窗口，以及单项试验图的近视图 

200-300μL介质,贴壁细胞（推荐），悬浮细胞、酵母和细菌放入沉淀溶液中也可以

本仪器朂初研发目的是用于分析粘壁真核细胞但也可用于所有悬浮或粘壁细胞类型包括细菌和酵母

细胞代谢的所有类型变化都可以被监测到。calScreener能够测量代谢率的组合变化绝大多数细胞过程如细胞死亡和细胞增殖极大地影响到细胞代谢。 
更微妙的过程如细胞信号转导也引起代谢哽新变化因此，使用量热技术方法探测重要的或微秒的细胞活动是一个公认的技术方法 
SymCel公司的calScreener产品设计是为细胞生物学研究领域提供┅个高精度、高灵敏、易用的微量热计量系统。 它为科研学家和药物开发打开了一个新设立的研究机遇

平均的温度波动小于±6μK

calView数据采集软件操作系统

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