RTCA技术原理及应用

• 总结: RTCA技术的优势
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
ACEA BIO
传统细胞毒性/活力检测方法工作原理及检测流程
细胞
培养
MTT 加入MTT
孵育
加入有机溶剂
CVKT 加入CVTK 孵育
单个时间点信息 结果反复，不稳定 新的未知蛋白/药物/基因的作用 难以优化条件 耗费大量时间，经费重复实验，优化条件 没有直观信息做问题分析
250
0.22
125
0.13
ACEA BIO
细胞指数和细胞粘附力及形态的关系
0 min 5 min 20 min
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Cell Index
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0 min
5 min
20 min
Time
Normalized CI
Anti-mitotics
3.5
Ctrl
3
Colchicine
2.5
2
1.5
1
Protein-Synthesis
4
Ctrl
3
Emetine
2
1
0.5 0 0
0
0
20
40
60
80
20
40
60
80
Normalized CI
Tim e (hours)
DNA Damaging
5
4
Ctrl
ACEA BIO
不同时间点肿瘤细胞对抗肿瘤药物的反应性
Traditional Cell Analysis Method
Response
6
5
Vehicle
33 nM
4
67 nM
3
100 nM
2
150 nM
230 nM
1
340 nM 500 nM
0
0
20
40
60
80
100
Time (hr)
Cell Index
ACEA BIO
检测原理
基于微电子阻抗技术的细胞检测技术
Z
electrodes without cells
Z = Z0
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Add Cells
electrodes attached with cells
Z
Z = Zcell
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
Cell Index
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Cell Index
Cell Index
5
GTL116
4
10K
5K 3
2.5K
2
1.25K
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
5
SHSY5Y
3
Etoposide
Tim e (hours)
7
Nuclear Hormone
6
Ctrl
5
Hydrocortisone
4
3
2
2
1
1
0
0
0
20
40
60
80
0
20
40
60
80
Tim e (hours)
Tim e (hours)
Normalized CI
HDACrichostatin A
5
10K
4
Lab 2* 5K
2.5K
3
1.25K
Cell Index
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
Time (hours)
5 4
10K
5K Lab 3
2.5K
3
1.25K
Cell Index
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
Time (hours)
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Ctrl
3
Colchicine
2.5
2
1.5
1
Protein-Synthesis
4
Ctrl
3
Emetine
2
1
0.5 0 0
0
0
20
40
60
80
10K
4
5K
2.5K 3
1.25K
2
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
ACEA BIO
“HeLa” 细胞生长曲线 来源于4个不同的实验室和ATCC
Cell Index
5
4.5
10 K
Lab 1*
4
5K
3.5
2.5K
3
2.5
1.25K
2
1.5
1
0.5
0
0
10
20
30
40
50
60
Time (hours)
5
5.6 uM
4
1.9 uM
3
Ctrl
2
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
7
Control
6
DNA Damaging
Anti-mitotic
5
Cytostatic
Cytoskeletal 4
3
Time dependent cellular Response Profiling，
TCRP 时间依赖的细胞反应特征性图谱
5
4
3
2 1
0
0
20
40
60
80
100
Time (hours)
ACEA BIO
TCRP with Known Mechanisms
Normalized CI
Normalized CI
Short-Term Response
Anti-Histamine
4
Ctrl
3
Azelastine
2
1
0
0
20
40
60
7 6 5 4 3 2 1 0
CTR 33 67 100 150 230 340 500 nM nM nM nM nM nM nM
Concentration
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RT-CA Assay
Vehicle
33 nM 67 nM
80
Tim e (hours)
Serotonin Receptor Antagonist
5 Ctrl
4 Methiothepin
3
2
1
0
0
20
40
60
80
Tim e (hours)
L-Type Voltage-gated Ca
Channel Inhibitor
4
Ctrl
3
Amlodipine
2
1
0
0
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
无标记
全自动 ACEA BIO
细胞毒实验-传统终点 VS 实时无标记检测
细胞接种 药物处理
传统终 点检测
Black Box
标记&终点检测
1-24 小时
数据分析
细胞接种 药物处理
RTCA实时无 标记检测
自动实时动态检测及数据分析
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ACEA BIO
利用 xCELLigence 系统进行细胞质控
Cell Index
10K
5
5K
A549
2.5K
4
0.63K
3
2
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
5
10K
4
5K
PC3
3
2.5K
0.63K 2
应用 xCELLigence 系统研究TCRP
Normalized CI
Staurosporine
7 0.56 uM
6
0.19 uM
5
0.06 uM
4
0.02 uM
3
Ctrl
2
1
0
0
20
40
60
80
Time (hours)
Normalized CI
5-Fluorouracil
7
50 uM
6
16.7 uM
Short-Term Response
Anti-Histamine
4
Ctrl
3
Azelastine
2
1
0
0
20
40
60
80
Tim e (hours)
Serotonin Receptor Antagonist
5 Ctrl
4 Methiothepin
3
2
1
0
0
20
40
60
80
Tim e (hours)
L-Type Voltage-gated Ca
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0.5 0 0
10 uM 1 0.12 Ctrl
20
40
60
Time (hours)
80
100
DNA Damaging MTT
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
-7.0 -6.5 -6.0 -5.5 -5.0 -4.5 -4.0 Log [5-FU] M
实时
5000 HT1080 1
5000 HT1080 + Paclitaxel
0
0
10
20
30
40
50
Time (Hours)
• 不同的细胞状态对于处理因素有不同的反应 • RTCA系统使接种细胞后的对于细胞的检测可持续进行 • RTCA 为最佳处理时间的选择提供了依据
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
20
40
60
80
Tim e (hours)
Normalized CI
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Normalized CI
Normalized CI
Long-Term Response
Normalized CI
Anti-mitotics
3.5
100 nM
150 nM 230 nM 340 nM 500 nM
ACEA BIO
xCELLigence 系统的应用
• 细胞增殖和细胞毒性试验 • 细胞贴壁和铺展 • 受体-配体间相互作用
– RTKs – GPCRs – IgE receptor
• NK细胞介导的杀伤肿瘤细胞 •毒CPE及中和实验的监测 • 细菌毒素介导的细胞病变的监测 • ……
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Time (Hours)
ACEA BIO
Normalized Cell Index
TCRP with Known Mechanisms
Normalized CI
Normalized CI
xCELLigence技术的原理 及其应用简介
郑敏
杭州高通量新药筛选中心 浙江大学医学院附属一院
xCELLigence技术介绍大纲
• 简介
– 传统基于细胞水平的研究方法的局限性 – ACEA公司的解决方法
• 技术平台:基于微电子传感器技术，通过实时监测阻抗的 变化来进行实时的细胞分析
– 操作原理:实时细胞分析 – 我们监测的指标 – xCELLigence 系列产品 – RTCA检测的特点 – 应用范例 – 独特的应用：RTCA心脏系统
ACEA BIO
细胞指数和细胞数的关系
Cell Number
Cell Index
16000
8.3
8000
4.6
4000
1.9
2000
0.9
Cell Number
Cell Index
1000
0.51
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
500
0.3
ACEA BIO
xCELLigence系统系列产品
RTCA 1*96 RTCA 1*384
RTCA 6*96
RTCA
RTCA HT System
RTCA3*16&CIM RTCA Cardio Instrument
© 2012 ACEABIO – Proprietary and Confidential
Cell Index
5
4
3
2
1
0 0
8 7 6 5 4 3 2 1 0
0
10K 5K 2.5K 1.25K
ATCC
20
40
60
Time (hours)
10K 5K 2.5K 1.25K
Lab 4
10
20
30
40
50
60
Time (hours)
ACEA BIO
Cell Index
* These labs were from the same institute
rtca技术的优势xcelligence技术介绍大纲2012aceabioconfidentialaceabio传统细胞毒性活力检测方法工作原理及检测流程细胞培养mttcvkt加入mtt孵育加入有机溶剂孵育加入cvtk孵育测吸光度数据处理分析新的未知蛋白药物基因的作用难以优化条件2012aceabioconfidentialaceabio20406080100timehours10um012ctrldnadamaging70656055504540000102030405log5fudnadamagingrtca实时动态监测细胞毒性反应检测流程细胞接种细胞增殖外界因子加入细胞效应rtcamtt实时无标记全自动2012aceabioconfidentialaceabio细胞接种药物处理数据分析自动实时动态检测及数据分析rtca实时无标记检测细胞接种药物处理标记终点检测传统终点检测数据分析124小时blackbox细胞毒实验传统终点vs实时无标记检测2012aceabioconfidentialaceabio2012aceabioconfidentialaceabio微电子阻抗感应器在细胞生物学中的应用2012aceabioconfidentialaceabiocelladdcellselectrodeswithoutcellselectrodesattachedcells检测原理基于微电子阻抗技术的细胞检测技术检测原理基于微电子阻抗技术的细胞检测技术2012aceabioconfidentialaceabio160008000500100020004000125250cellnumbercellnumbercellindex8346190905103022013cellindex2012aceabioconfidentialaceabio02040608min20mintimemin20min2012aceabioconfidentialaceabioxcelligencertca196rtca696rtca316cimrtca1384rtcartcahtsystemrtcacardioinstrument2012aceabioconfidentialaceabioxcelligence系统系列产品的匹配电子板2012aceabioconfidentialaceabio1020304050timehours1000