实时测(ce)量心肌细胞(bao)收缩力、舒张力和(he)场电位

xCELLigence RTCA CardioECR仪器将高频测量(liang)的细(xi)(xi)胞(bao)(bao)诱导电(dian)阻抗与多电(dian)极阵列(lie)技术(shu)相结合，以同(tong)时评估心(xin)肌细(xi)(xi)胞(bao)(bao)收缩力(li)，舒(shu)张力(li)和(he)场电(dian)位。该(gai)仪器使用无创电(dian)阻抗监测，以实时无标记的方(fang)式(shi)评估细(xi)(xi)胞(bao)(bao)形态(tai)变化和(he)附着(zhe)质量(liang)。因为细(xi)(xi)胞(bao)(bao)诱导的电(dian)阻抗取决于细(xi)(xi)胞(bao)(bao)大小/形(xing)状以(yi)及细(xi)胞与平(ping)板底部相互作用的强(qiang)度，所以(yi)心肌细(xi)胞的收(shou)缩 - 舒张周期产生了(le)在(zai)毫(hao)秒级上容易(yi)捕获(huo)的(de)阻抗的(de)明显的(de)节奏波动(dong)。这种“跳动(dong)”模式的强(qiang)度和周(zhou)期(qi)的变化可以在短（秒）到长（天）时间方(fang)案中(zhong)监(jian)测(ce)，以评估在不同(tong)药物存(cun)在下的心肌细胞收缩力(li)和活力(li)。

CardioECR（ExtraCellular Recording）与其(qi)他xCELLigence仪器不同，包括第(di)一代Cardio型号，具有以下几(ji)种(zhong)：（1）具有(you)增强的(de)阻抗数据采集速率(lv)（每1毫秒(miao)）；（2）使用单独的电极对以测量10 kHz的场电位；（3）提供起搏刺(ci)激；（4）使用(yong)电(dian)子48孔实时微(wei)电子检测板（E-Plate CardioECR 48）。通过(guo)xCELLigence RTCA CardioECR仪器(qi)同时记录阻抗和(he)场电位，可以以前所未有的细(xi)节(jie)提供心(xin)肌细(xi)胞健康状况(kuang)，从而更深入地(di)了解药(yao)物诱导的心(xin)脏负(fu)荷的机制。

基于阻抗的(de)xCELLigence RTCA Cardio系统，新(xin)的CardioECR系统将阻(zu)抗记录（用于评估收(shou)缩性和可行性）与多电极阵列（MEA）技术和(he)起搏功(gong)能（用(yong)于评估集成离子通道活(huo)性）相(xiang)结合。将心肌细胞接(jie)种在(zai)包(bao)含与(yu)每个孔底(di)部融合的金(jin)微电极阵列的48孔实时微电子(zi)检测(ce)板（E-Plate CardioECR 48）中(zhong)（图1A-C）。施加低电压（小于20mV）在电极之间产生电流(liu)，由于心肌细胞其被覆盖电极的(de)细胞数量，收缩(suo)/松弛(chi)周期(qi)涉(she)及细胞形(xing)态和粘附的明显(xian)地变化，因此可以使(shi)用阻抗进行动态监测(ce)（图2A-B）。 xCELLigence RTCA CardioECR系统(tong)的增强型阻抗测量速率（每(mei)1 ms）提供极(ji)高(gao)的(de)时间分辨率，用于实时查看心肌细胞收缩(suo)/舒(shu)张的细(xi)(xi)微差别。除了监测(ce)细(xi)(xi)胞活力和舒(shu)张活性外，孔底(di)附加点电极（图1C）允(yun)许(xu)在(zai)10kHz下(xia)的细胞(bao)外场电位（FP）测量，其可以与阻抗(kang)记录串联（图2B）。

图1 与XCELLigence RTCA CardioECR系统兼(jian)容的E-Plate CardioECR 48。（A）E-Plate CardioECR 48.该板的面积符(fu)合ANSI / SBS 1-2004要(yao)求，按(an)照ANSI / SBS 4-2004的(de)中心(xin)标准制作，每列中的(de)孔间距为9 mm。 （B）放大E-Plate CardioECR 48孔(kong)的视图。 （C）与两种记(ji)录电极（阻抗(kang)和场电极）相互作(zuo)用的心肌细胞融合层的图(tu)形描绘。

图2.同时使(shi)用阻抗和场(chang)电位来监(jian)测(ce)心肌细胞的健康(kang)和功能。 （A）粘附在单个(ge)电极上的(de)两个(ge)心肌细胞的(de)收缩状(zhuang)态与舒张状(zhuang)态的(de)比较。细胞尺寸(cun)/形状的差异以及细胞接触电极(ji)的方式导(dao)致这(zhei)两种状态不(bu)同(tong)地阻碍(ai)电流(liu)的流(liu)动。 （B）实时(shi)监(jian)测心肌细胞收缩（红(hong)，绿，蓝，粉红(hong)色痕迹）和场电位（集成(cheng)离子通道活性(xing);黑(hei)色痕(hen)(hen)迹(ji)）。与阴性对照（上(shang)面的(de)痕(hen)(hen)迹(ji)）相(xiang)比，这里评估的(de)三种(zhong)不同药物（下面的(de)三组痕(hen)(hen)迹(ji)）对收缩和场(chang)电位都有明显的(de)影响。