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跨上皮電阻測量儀:揭開細(xì)胞屏障功能的“隱形尺子”

更新時間:2025-05-09      點(diǎn)擊次數(shù):67
  在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中,細(xì)胞屏障功能的評估日益成為熱點(diǎn),尤其在藥物開發(fā)、組織工程和疾病機(jī)制研究中占據(jù)重要地位。而跨上皮電阻測量儀(Trans-Epithelial Electrical Resistance,TEER測量儀)作為一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)工具,正逐步成為科學(xué)家們解讀細(xì)胞屏障完整性和通透性的“隱形尺子”。
  一、什么是跨上epithelial電阻測量儀?
  跨上皮電阻測量儀是一種專門用于測量細(xì)胞單層(如腸道、肺部、血腦屏障等上皮或內(nèi)皮細(xì)胞)電生理特性的儀器。它通過檢測電流穿過細(xì)胞膜及其周圍間隙時所遇到的電阻大小,來反映細(xì)胞之間的緊密連接狀態(tài),從而判斷細(xì)胞屏障是否完整、是否存在滲漏現(xiàn)象。
  該設(shè)備通常由一個恒流電源、一對電極(上室與下室電極)以及一個電壓檢測系統(tǒng)組成,常與Transwell小室結(jié)合使用。通過施加微弱電流并記錄電壓變化,利用歐姆定律計(jì)算出電阻值,單位為Ω·cm²(歐姆·平方厘米),用以標(biāo)準(zhǔn)化不同孔徑大小的培養(yǎng)插件。
  二、工作原理簡析
  當(dāng)細(xì)胞在Transwell膜上形成致密單層后,其細(xì)胞間緊密連接結(jié)構(gòu)(如tight junctions)會顯著增加對離子流動的阻力。此時,TEER值較高,表明屏障功能良好;若屏障受損(如炎癥因子刺激、藥物毒性或病原體感染),緊密連接被破壞,電阻值則明顯下降。
  TEER測量是非侵入式的,可以在不干擾細(xì)胞狀態(tài)的前提下實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測,具有良好的重復(fù)性和實(shí)時性,是目前評價細(xì)胞屏障完整性常用的定量方法之一。
  三、應(yīng)用場景廣泛
  藥物研發(fā)中的ADMET評估
  在新藥篩選階段,TEER可用于評估化合物對腸道或血腦屏障的影響,預(yù)測其吸收能力及潛在毒性。
  疾病模型研究
  如炎癥性腸?。↖BD)、哮喘、神經(jīng)退行性疾病等都涉及屏障功能障礙,TEER可作為病理機(jī)制研究的重要指標(biāo)。
  組織工程與類器官研究
  在構(gòu)建人工組織或類器官模型時,TEER有助于驗(yàn)證細(xì)胞是否成功形成功能性屏障結(jié)構(gòu)。
  毒理學(xué)與環(huán)境健康研究
  評估空氣污染物、納米材料或食品添加劑對呼吸道或消化道上皮屏障的影響。
  四、技術(shù)優(yōu)勢與發(fā)展前景
  相比傳統(tǒng)的滲透性標(biāo)記物法(如FITC-dextran滲透實(shí)驗(yàn)),TEER測量更加快速、靈敏且無需熒光標(biāo)記,適合長時間連續(xù)監(jiān)測。近年來,隨著自動化、高通量平臺的發(fā)展,一些新型TEER測量系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)多孔板同步檢測,極大提高了實(shí)驗(yàn)效率。
  未來,TEER技術(shù)有望與微流控芯片、人工智能分析相結(jié)合,推動“器官芯片”(Organ-on-a-chip)系統(tǒng)的智能化發(fā)展,為精準(zhǔn)醫(yī)療和個性化藥物測試提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
  結(jié)語
  跨上皮電阻測量儀雖不顯眼,卻在生命科學(xué)研究中扮演著至關(guān)重要的角色。它像一把看不見的尺子,精確丈量著細(xì)胞世界的“安全防線”,幫助科學(xué)家們揭示微觀世界中的屏障奧秘。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,TEER測量儀必將在生物醫(yī)藥、再生醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生等多個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

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