跨膜細(xì)胞電阻儀(TEER儀)核心原理是交流阻抗法+歐姆定律:通過向Transwell上下腔施加低頻微交流電,測量離子流穿過細(xì)胞單層的阻力,換算為TEER值(Ω?cm²),無創(chuàng)評估細(xì)胞屏障完整性與緊密連接功能。
一、基本概念與測量對象
測量對象:在Transwell多孔膜上形成的上皮/內(nèi)皮細(xì)胞單層(如腸道、血腦屏障模型)。
核心指標(biāo):
TEER(跨膜電阻):反映細(xì)胞間緊密連接的致密程度,值越高屏障越強(qiáng)。
PD(跨膜電位):細(xì)胞兩側(cè)電位差,輔助判斷細(xì)胞極性與活性。
二、核心工作原理(交流阻抗測量)
系統(tǒng)構(gòu)成
主機(jī):產(chǎn)生10μA恒定低頻交流(1kHz/12.5Hz),避免電極極化與細(xì)胞損傷。
四芯電極(雙極):
一對電流電極:注入恒定交流電流,穿過細(xì)胞單層。
一對電壓電極:測量跨細(xì)胞層的電壓降(ΔV)。
物理原理(歐姆定律)
恒定電流I(10μA)→穿過細(xì)胞單層→測得電壓ΔV→計算電阻R=ΔV/I。
細(xì)胞完整:緊密連接封閉,離子(Na?/Cl?)難透過→R高。
細(xì)胞破損:連接松散/凋亡,離子易透過→R低。
交流技術(shù)關(guān)鍵(為何不用直流)
防極化:交流正負(fù)極快速反轉(zhuǎn),避免電極表面金屬沉積與電荷累積。
護(hù)細(xì)胞:低電流/低電壓(μA級/mV級),無電化學(xué)損傷。
抗干擾:低頻(1kHz)避開膜電容干擾,讀數(shù)穩(wěn)定。
三、TEER值換算(扣除背景)
總電阻(R總)=細(xì)胞單層電阻(R細(xì)胞)+空白膜電阻(R空白)。
公式:TEER(Ω?cm²)=(R總−R空白)×有效膜面積。
示例:R總=1500Ω,R空白=300Ω,膜面積=0.33cm²→TEER=(1500−300)×0.33=396Ω·cm²。
四、測量流程(簡化)
校準(zhǔn):用空白Transwell(無細(xì)胞)測R空白,保存為背景。
測量:電極分別插入上腔(細(xì)胞側(cè))與下腔(基底側(cè)),確保不碰膜。
讀數(shù):穩(wěn)定后記錄R總,儀器自動計算TEER值。
對比:實驗組與對照組TEER變化,評估藥物/炎癥對屏障的影響。
五、核心應(yīng)用邏輯
屏障功能評估:腸道/血腦屏障模型成熟度(TEER通常500–2000Ω·cm²)。
藥物篩選:藥物毒性(TEER下降)或增強(qiáng)屏障(TEER上升)效果。
病理機(jī)制:炎癥因子、病原體對細(xì)胞連接的破壞作用。
六、關(guān)鍵特點(diǎn)
無創(chuàng)實時:無需染色/標(biāo)記,可動態(tài)監(jiān)測數(shù)天。
精準(zhǔn)穩(wěn)定:分辨率1Ω,自動均值處理,數(shù)據(jù)可靠。
適配性強(qiáng):兼容6/12/24/96孔Transwell與尤斯室。
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