美國(guó)Axion公司Mastro Z實(shí)時(shí)無(wú)標(biāo)記細(xì)胞分析儀，是基于阻抗技術(shù)研發(fā)的第三代無(wú)標(biāo)記、實(shí)時(shí)、非侵入式細(xì)胞分析設(shè)備，于2019年秋季上市，其培養(yǎng)檢測(cè)一體機(jī)設(shè)計(jì)、強(qiáng)大的全自動(dòng)數(shù)據(jù)分析，成為長(zhǎng)時(shí)間不間斷細(xì)胞檢測(cè)的有力工具。

高精準(zhǔn)度——提供三個(gè)頻率下的實(shí)時(shí)參數(shù)，可以更清晰、更精確地了解細(xì)胞當(dāng)前動(dòng)態(tài)變化，例如細(xì)胞數(shù)量（細(xì)胞死亡）、細(xì)胞屏障（細(xì)胞間緊密連接被破壞）、GPCR離子通道（細(xì)胞外形可能變化）等；
全自動(dòng)分析——內(nèi)置強(qiáng)大的AxIS-Z數(shù)據(jù)分析軟件，無(wú)需人工計(jì)算，可實(shí)時(shí)得到KT50（半數(shù)殺傷時(shí)間）、柱狀圖、增殖、凋亡曲線(xiàn)等；
數(shù)據(jù)安全——Maestro Z自帶500G存儲(chǔ)空間，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)保存，雙通路備份檢測(cè)，確保重要數(shù)據(jù)不丟失；
數(shù)據(jù)合規(guī)——符合FDA頒布的21CFRPart 11，確保數(shù)據(jù)的合規(guī)，以備審查；
一體設(shè)計(jì)——內(nèi)置智能環(huán)境倉(cāng)，可在超凈臺(tái)里操作，無(wú)需額外CO2培養(yǎng)箱，節(jié)省空間。
  

 
追蹤免疫T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞死亡

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是一種惡性腦腫瘤，人體免疫系統(tǒng)中的效應(yīng)T細(xì)胞，有著高特異性和固有的細(xì)胞毒性，在未來(lái)的腦膠質(zhì)瘤研究中被人們寄予很高的期望。Maestro Z的阻抗測(cè)試有著高靈敏、無(wú)標(biāo)記及無(wú)損的特點(diǎn)，為連續(xù)監(jiān)控腫瘤細(xì)胞增殖和免疫細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性提供了可能，因而被用來(lái)評(píng)估免疫效價(jià)。

如左圖所示，我們將惡性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株U87MG，以三種不同的細(xì)胞密度及四重復(fù)的形式，分成12個(gè)樣本種到CytoView-Z阻抗板內(nèi)。使用Maestro Z對(duì)其阻抗值變化持續(xù)監(jiān)測(cè)24小時(shí)后，以10:l的比例將被激活的人T細(xì)胞加入到這些樣本孔內(nèi)，后續(xù)能夠觀察到阻抗值的降低。這和預(yù)期中的T細(xì)胞介導(dǎo)U87細(xì)胞裂解效應(yīng)是一致的。對(duì)比之下，那些未經(jīng)處理的腫瘤細(xì)胞樣本（淺藍(lán)色顯示），某同時(shí)段測(cè)得的阻抗值則繼續(xù)上升。

中圖顯示了在這三種處理?xiàng)l件下（不同的T細(xì)胞數(shù)量）檢測(cè)到的實(shí)時(shí)細(xì)胞裂解比例。在這基礎(chǔ)上，我們就能如右圖所示，對(duì)每種處理方案的KT50值（裂解50%腫瘤細(xì)胞所需時(shí)間）進(jìn)行計(jì)算?？梢钥吹?，要達(dá)到更快的U87MG細(xì)胞殺傷速度，我們就需要更高的T細(xì)胞密度。

細(xì)胞毒性的動(dòng)態(tài)研究

當(dāng)需要測(cè)試新藥時(shí)，傳統(tǒng)的終點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)只能區(qū)分細(xì)胞樣本的死活，而無(wú)法了解細(xì)胞反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程并對(duì)背后的機(jī)理做出解釋。Maestro Z所提供的無(wú)標(biāo)記、非侵入的連續(xù)監(jiān)控能力，得以捕捉到細(xì)胞毒性的全程。不僅能看到毒性的程度，還能揭示其動(dòng)態(tài)學(xué)和細(xì)胞死亡的速率。通過(guò)這些細(xì)胞反應(yīng)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，更容易洞悉一個(gè)藥物的效力及作用機(jī)理。

例如用Doxorubicin（）處理A549細(xì)胞（人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞）后，阻抗測(cè)試揭示了樣本的動(dòng)態(tài)反應(yīng)（左圖為實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)結(jié)果，中圖為虛線(xiàn)處單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的讀數(shù)）。在同一塊板上，我們可以將Doxorubicin處理組的阻抗數(shù)據(jù)和細(xì)胞生長(zhǎng)組（未加藥對(duì)照）及細(xì)胞死亡組（加入Tergazyme清潔劑）的相關(guān)數(shù)據(jù)做比對(duì)，從而得知Doxorubicin導(dǎo)致細(xì)胞溶解比例的實(shí)時(shí)效應(yīng)，并能夠覆蓋藥物反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程。

細(xì)胞樣本專(zhuān)屬功能檔案

基于各自不同的生物學(xué)功能，細(xì)胞樣本間的生長(zhǎng)、貼附及互作會(huì)有所不同。這些特性共同構(gòu)成了一個(gè)的細(xì)胞檔案。Maestro Z可以記錄這些信息，并基于細(xì)胞各種特性（如種類(lèi)、密度、形態(tài)和貼附）的不同來(lái)將它們分開(kāi)歸檔。細(xì)胞功能檔案可被用于細(xì)胞質(zhì)控、純度分析、量化生長(zhǎng)速率和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)等方面。這些功能的實(shí)現(xiàn)無(wú)需復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)定和分析。只需一個(gè)按鍵，Maestro Z系統(tǒng)就能穩(wěn)定測(cè)試環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間非侵入地監(jiān)測(cè)細(xì)胞，提供實(shí)時(shí)的生長(zhǎng)曲線(xiàn)和簡(jiǎn)明的終點(diǎn)圈示。

我們將Hela細(xì)胞按照不同密度種入Maestro Z系統(tǒng)專(zhuān)用的CytoView-Z阻抗測(cè)試板內(nèi)，并對(duì)其貼附、伸展及增殖的不同生長(zhǎng)階段開(kāi)展監(jiān)測(cè)。如左圖所示，可以看到對(duì)應(yīng)于這些階段的實(shí)時(shí)阻抗記錄。其中任意時(shí)間的終點(diǎn)數(shù)據(jù)（如第16個(gè)小時(shí)）都可以以柱狀圖的形式單獨(dú)表示出來(lái)（如中圖）。而從右圖可以看出Hela、A549、Calu-3這三種不同細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線(xiàn)都不盡相同。

感知受體介導(dǎo)的快速信號(hào)傳導(dǎo)

經(jīng)由信號(hào)傳導(dǎo)通路，細(xì)胞能夠接收外界的信息。胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面的對(duì)應(yīng)受體結(jié)合后，細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)就會(huì)被觸發(fā)，并最終決定細(xì)胞的行為?？缒な荏w中的家族是G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs）。被結(jié)合后，它們將導(dǎo)致細(xì)胞構(gòu)象的改變并引起下游的一系列反應(yīng)。這些細(xì)微的變化通常發(fā)生迅速，但其對(duì)細(xì)胞生理的重大影響卻能夠持續(xù)幾分鐘至幾個(gè)小時(shí)。通過(guò)阻抗檢測(cè)，我們能夠?qū)⑵洳东@并量化。Maestro Z的高靈敏度及連續(xù)監(jiān)測(cè)特性，賦予您測(cè)試細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)動(dòng)態(tài)的能力，無(wú)論這個(gè)過(guò)程有多久。

如左圖所示，我們將Calu-3細(xì)胞培養(yǎng)在阻抗檢測(cè)板中，隨后加入不同濃度的異丙腎上腺素（一種強(qiáng)效β腎上腺素受體拮抗劑，圖中青色所示），并觀察阻抗值的實(shí)時(shí)變化。如果我們將20分鐘時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)做成柱狀圖（如中圖所示），可以看到藥物濃度組的阻抗值在那時(shí)已經(jīng)降到了，而藥物濃度組則已經(jīng)回復(fù)到了基線(xiàn)值。我們還可以探索不同機(jī)理的化合物對(duì)于細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的不同作用。如右圖所示，橙色標(biāo)識(shí)的組胺處理組（100µM）很迅速地出現(xiàn)了短時(shí)間的阻抗值降低；而灰色標(biāo)識(shí)的細(xì)胞松弛素處理姐，由于其細(xì)胞周期停止及肌動(dòng)蛋白合成受抑制，則表現(xiàn)出前高后低的阻抗變化規(guī)律。