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    Axion Biosystems——MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀
    發布時間:2021年01月14日

    產品簡介


    想要長期、不間斷監測細胞增殖、活力甚至形態變化嗎?美國Axion Biosystems公司的Maestro Z無標記、非侵入式實時細胞監測系統(Maestro Z Impedance System),很好地解決了這個問題。


    很多基于細胞樣本的傳統實驗技術采用終點法,只能得到一個時間點的樣本數據。Maestro Z基于阻抗檢測的細胞分析技術,使得實時、不間斷且無需標記的細胞監測成為可能。

     

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀


    在CAR-T、生物制藥等需要培養細胞的機構,Maestro Z無標記、非侵入式細胞監測系統可以記錄細胞增殖過程中阻抗的變化,并基于細胞種類、密度、形態、貼附的不同特性,將其進行區分?捎糜诩毎|控、純度分析、量化生長速率、優化實驗啟動時間點等方面。

     

    無需復雜的實驗設置,Maestro Z就能長時間非侵入性地檢測細胞,并提供實時生長曲線和簡明的終點圈示,是研發、質控部門的得力工具。

     

    Maestro Z細胞檢測過程

     

    將細胞樣本置于CytoView-Z阻抗板中(底部埋入電極的96孔培養板)進行培養,當細胞貼附于電極并伸展開后,將微小的電信號施加于電極上,細胞間形成的聯接將阻擋這些電信號的通過,導致阻抗值的讀數增加,而細胞結構形態上的細微改變(比如源于受體介導的信號傳遞或細胞形態學變化)也會影響阻抗值。
    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

    Maestro Z無標記、非侵入式細胞監測系統通過檢測阻抗值的變化,能夠將細胞的變化進行量化,其阻抗技術的無標記和和非侵入性,特別適合用來定量細胞的動態反應,以及長期監測類實驗的需要。

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀
    阻抗檢測會計算有多少電信號(上圖中青色箭頭所示)被電極-細胞的界面所阻擋。當電極未被覆蓋時,電信號能輕松穿過,這時阻抗值比較低。當細胞蓋住電極時,能夠通過的電信號就變少了,相應的阻抗值就會增大。當細胞死亡或者脫離電極時,阻抗值就會恢復到基線水平。

     

    產品優勢


    Maestro Z于2019年秋季全新上市,是全球阻抗檢測細胞分析設備中的重量級產品,除具備實時、無標記追蹤細胞增殖、計算細胞活率、監控細胞形態變化、計算免疫細胞介導的殺傷功能外,其多項優勢不容小覷:

     

    1、高通量檢測,內置觀察窗口

     

    專用96孔CytoView-Z阻抗板,提供高通量數據采集,每個孔內部設有細胞觀察窗口,方便在顯微鏡下觀察細胞樣本。

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    2、一體化培養系統


    內置智能環境倉,精確控制溫度和CO2濃度,可進行低氧培養,不需要購置CO2培養箱,節省了空間和成本。
    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    3、自動數據分析


    配備功能強大的AxIS-Z分析軟件,設置、執行、分析簡單易用,可同時安裝在多臺電腦上;未來升級后將符合FDA相關規定。


    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    4、數據安全與合規


    Maestro Z儀器自帶500G存儲空間,原始數據自動保存,數據不可更改、不丟失,可追溯。符合FDA頒布的21CFRPart 11,確保數據的合規,以備審查。

     

    Maestro Z并行記錄96個樣本的阻抗, 即使是長達數周的實時記錄也毫無壓力。阻抗實驗過程非侵入、無標記,根除染料/報告子對細胞的影晌,數據可靠性卓越。

     

    應用案例


    一、追蹤免疫T細胞對腫瘤細胞的殺傷


    神經膠質瘤是一種惡性腦腫瘤,目前并無有效治療方案,預后生存期也只有12-15個月。而人體免疫系統中的效應T細胞,有著高特異性和固有的細胞毒性,在未來的腦膠質瘤治療中被人們寄予很高的期望。Maestro Z的阻抗測試有著高靈敏、無標記及無損的特點,為連續監控腫瘤細胞增殖和免疫細胞介導的細胞毒性提供了可能,因而被用來評估免疫治療的效價。

     

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    如左圖所示,我們將惡性膠質母細胞瘤細胞株U87MG,以三種不同的細胞密度及四重復的形式,分成12個樣本種到CytoView-Z阻抗板內。使用Maestro Z對其阻抗值變化持續監測24小時后,以10:l的比例將被激活的人T細胞加入到這些樣本孔內,后續能夠觀察到阻抗值的降低。這和預期中的T細胞介導U87細胞裂解效應是一致的。對比之下,那些未經處理的腫瘤細胞樣本(淺藍色顯示),某同時段測得的阻抗值則繼續上升。

     

    中圖顯示了在這三種處理條件下(不同的T細胞數量)檢測到的實時細胞裂解比例。在這基礎上,我們就能如右圖所示,對每種處理方案的KT50值(裂解50%腫瘤細胞所需時間)進行計算?梢钥吹,要達到更快的U87MG細胞殺傷速度,我們就需要更高的T細胞密度。

     

    二、細胞毒性的動態研究


    當需要測試新藥或者細胞治療的效果時,傳統的終點法實驗只能區分細胞樣本的死活,而無法了解細胞反應的動態過程并對背后的機理做出解釋。Maestro Z所提供的無標記、非侵入的連續監控能力,得以捕捉到細胞毒性的全程。不僅能看到毒性的程度,還能揭示其動態學和細胞死亡的速率。通過這些細胞反應的動態表現,更容易洞悉一個藥物的效力及作用機理。

     

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    例如用Doxorubicin(阿霉素)處理A549細胞(人非小細胞肺癌細胞)后,阻抗測試揭示了樣本的動態反應(左圖為實時連續檢測結果,中圖為虛線處單個時間點的讀數)。在同一塊板上,我們可以將Doxorubicin處理組的阻抗數據和細胞生長組(未加藥對照)及細胞死亡組(加入Tergazyme清潔劑)的相關數據做比對,從而得知Doxorubicin導致細胞溶解比例的實時效應,并能夠覆蓋藥物反應的整個過程。

     

    三、不同細胞的專屬特征檔案


    基于各自不同的生物學功能,細胞樣本間的生長、貼附及互作會有所不同。這些特性共同構成了一個獨特的細胞檔案。Maestro Z可以記錄這些信息,并基于細胞各種特性(如種類、密度、形態和貼附)的不同來將它們分開歸檔。細胞功能檔案可被用于細胞質控、純度分析、量化生長速率和優化實驗啟動時間點等方面。這些功能的實現無需復雜的實驗設定和分析。只需一個按鍵,Maestro Z系統就能穩定測試環境,長時間非侵入地監測細胞,提供實時的生長曲線和簡明的終點圈示。

     

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    我們將Hela細胞按照不同密度種入Maestro Z系統專用的CytoView-Z阻抗測試板內,并對其貼附、伸展及增殖的不同生長階段開展監測。如左圖所示,可以看到對應于這些階段的實時阻抗記錄。其中任意時間的終點數據(如第16個小時)都可以以柱狀圖的形式單獨表示出來(如中圖)。而從右圖可以看出Hela、A549、Calu-3這三種不同細胞的生長曲線都不盡相同。


    四、感知受體介導的快速信號傳導


    經由信號傳導通路,細胞能夠接收外界的信息。胞外信號分子與細胞表面的對應受體結合后,細胞內的信號傳導就會被觸發,并最終決定細胞的行為?缒な荏w中的最大家族是G蛋白偶聯受體(GPCRs)。被結合后,它們將導致細胞構象的改變并引起下游的一系列反應。這些細微的變化通常發生迅速,但其對細胞生理的重大影響卻能夠持續幾分鐘至幾個小時。通過阻抗檢測,我們能夠將其捕獲并量化。Maestro Z的高靈敏度及連續監測特性,賦予您測試細胞信號傳導動態的能力,無論這個過程有多久。

     

    Axion Biosystems MAESTRO Z實時無標記細胞分析儀

     

    如左圖所示,我們將Calu-3細胞培養在阻抗檢測板中,隨后加入不同濃度的異丙腎上腺素(一種強效β腎上腺素受體拮抗劑,圖中青色所示),并觀察阻抗值的實時變化。如果我們將20分鐘時間點的數據做成柱狀圖(如中圖所示),可以看到最高藥物濃度組的阻抗值在那時已經降到了最低,而最低藥物濃度組則已經回復到了基線值。我們還可以探索不同機理的化合物對于細胞信號傳導的不同作用。如右圖所示,橙色標識的組胺處理組(100µM)很迅速地出現了短時間的阻抗值降低;而灰色標識的細胞松弛素處理姐,由于其細胞周期停止及肌動蛋白合成受抑制,則表現出前高后低的阻抗變化規律。

     

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