科研进展 | 我院细胞力-电耦合分析仪项目组技术研究取得新突破

发布时间：

2024-08-15

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近日，北京大学南昌创新研究院（以下简称“北大南昌院”）细胞力-电耦合分析仪项目组取得了一项关键性技术突破。其核心部件“MEA芯片”经过团队精心设计与反复优化，已经成功完成了标准化生产的产品级实验验证。这一成果不仅在生物传感与细胞监测领域实现了重大跨越，更标志着我们在技术探索和应用实践上又向前迈进了一步。

“MEA芯片”凭借先进微纳加工技术，实现了对生物传感设计的高度精密化，能够敏锐捕捉并忠实记录细胞在增殖、凋亡等生命活动中释放出的复杂且微妙的力-电信号。项目组通过优化信号采集流程与采用前沿数据分析算法，成功实现了对细胞状态进行全面、精确、实时且高效的监测。这一技术突破为细胞动力学研究、药物筛选与评估等关键科研领域提供了强有力的技术支撑，进一步推动了科研探索与实际应用的边界拓展。

正在北大实验室进行大批量数据采集的实验样机

在实验中，项目组利用细胞力-电耦合分析仪进行数据采集，成功绘制出多组不同密度IEC6细胞的增殖曲线。这些曲线以时间为横轴，精确采用细胞指数（Cell Index, CI值）作为纵坐标，直观展现了细胞数量随时间演变的细致动态过程。当孔板内细胞数量增长至一定阈值，即细胞增殖步入平台期时，CI值趋于稳定水平，这一现象不仅验证了分析仪在数据捕获与呈现方面的高精度与稳定性，也为评估细胞增殖能力提供了更直观、量化的分析标准。

不同密度的 IEC6 细胞增殖曲线

细胞力-电耦合分析仪项目组

北大南昌院细胞力-电耦合分析仪项目组由北京大学工学院黄建永研究员领衔，致力于细胞力-电耦合分析仪的研制与应用，旨在实现细胞三维侵袭迁移的高通量、实时无标记定量检测与表征，在细胞水平构建新的药物筛选平台，推动细胞体外三维培养与分析技术在生物医学检测、药物筛选等领域的发展和应用。该仪器可模拟体内细胞所处的复杂三维物理力学微环境，实现重要细胞物理力学参数的全程动态收集，突破传统细胞阻抗检测方法通量低、无法进行细胞三维侵袭迁移检测等技术瓶颈，构建力-电耦合精准定量药物筛选新方法。

项目组产品

一、细胞力-电耦合分析仪

细胞力-电耦合分析仪是可以实现全自动、长时间实时监测细胞层生理学参数的仪器，为细胞三维培养、细胞三维侵袭/迁移能力定量表征分析等应用场景提供全新、高效的分析方法，应用于细胞培养、细胞分析及细胞成像、药物研发、药物分析、药物安全性评价等众多领域。