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美國Axion公司Mastro Z實時無標記細胞分析儀，是基于阻抗技術研發(fā)的第三代無標記、實時、非侵入式細胞分析設備，于2019年秋季上市，其培養(yǎng)檢測一體機設計、強大的全自動數(shù)據(jù)分析，成為長時間不間斷細胞檢測的有力工具。
高精準度——提供三個頻率下的實時參數(shù)，可以更清晰、更精確地了解細胞當前動態(tài)變化，例如細胞數(shù)量（細胞死亡）、細胞屏障（細胞間緊密連接被破壞）、GPCR離子通道（細胞外形可能變化）等；
全自動分析——內(nèi)置強大的AxIS-Z數(shù)據(jù)分析軟件，無需人工計算，可實時得到KT50（半數(shù)殺傷時間）、柱狀圖、增殖、凋亡曲線等；
數(shù)據(jù)安全——Maestro Z自帶500G存儲空間，數(shù)據(jù)實時自動保存，雙通路備份檢測，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；
一體設計——內(nèi)置智能環(huán)境倉，可在超凈臺里操作，無需額外CO2培養(yǎng)箱，節(jié)省空間。
追蹤免疫T細胞介導的細胞死亡
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T細胞，有著高特異性和固有的細胞毒性，在未來的腦膠質(zhì)瘤研究中被人們寄予很高的期望。Maestro Z的阻抗測試有著高靈敏、無標記及無損的特點，為連續(xù)監(jiān)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效價。
如左圖所示，我們將惡性膠質(zhì)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(nèi)。使用Maestro Z對其阻抗值變化持續(xù)監(jiān)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(nèi)，后續(xù)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(jīng)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(xù)上升。
中圖顯示了在這三種處理條件下（不同的T細胞數(shù)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。
細胞毒性的動態(tài)研究
當需要測試新藥時，傳統(tǒng)的終點法實驗只能區(qū)分細胞樣本的死活，而無法了解細胞反應的動態(tài)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(xù)監(jiān)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(tài)學和細胞死亡的速率。通過這些細胞反應的動態(tài)表現(xiàn)，更容易洞悉一個藥物的效力及作用機理。
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(tài)反應（左圖為實時連續(xù)檢測結果，中圖為虛線處單個時間點的讀數(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(shù)據(jù)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。
細胞樣本專屬功能檔案
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(tài)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(zhì)控、純度分析、量化生長速率和優(yōu)化實驗啟動時間點等方面。這些功能的實現(xiàn)無需復雜的實驗設定和分析。只需一個按鍵，Maestro Z系統(tǒng)就能穩(wěn)定測試環(huán)境，長時間非侵入地監(jiān)測細胞，提供實時的生長曲線和簡明的終點圈示。
我們將Hela細胞按照不同密度種入Maestro Z系統(tǒng)專用的CytoView-Z阻抗測試板內(nèi)，并對其貼附、伸展及增殖的不同生長階段開展監(jiān)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(shù)據(jù)（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。
感知受體介導的快速信號傳導
經(jīng)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(nèi)的信號傳導就會被觸發(fā)，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(lián)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(fā)生迅速，但其對細胞生理的重大影響卻能夠持續(xù)幾分鐘至幾個小時。通過阻抗檢測，我們能夠?qū)⑵洳东@并量化。Maestro Z的高靈敏度及連續(xù)監(jiān)測特性，賦予您測試細胞信號傳導動態(tài)的能力，無論這個過程有多久。
如左圖所示，我們將Calu-3細胞培養(yǎng)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(shù)據(jù)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(jīng)降到了最低，而最低藥物濃度組則已經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)出前高后低的阻抗變化規(guī)律。
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