zenCELL owl活細(xì)胞監(jiān)測(cè)在生物材料研究中的應(yīng)用

生物材料（Biomaterial）的概念源于上世紀(jì)90年代，研究范疇涉及材料科學(xué)、生物學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)等多學(xué)科的相互交叉和滲透。生物材料的種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也很多，應(yīng)用極為廣泛，比如有機(jī)材料的一類(lèi)高分子生物聚合物，因其獨(dú)特屬性多應(yīng)用于仿生學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等研究，并逐步實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)的轉(zhuǎn)化。目前，生物聚合粒子的形狀多為纖維狀或球形，可有效應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如用于組織工程的仿生纖維或可注射的膠囊。

該文章發(fā)表于Applied Materials Today當(dāng)代應(yīng)用材料（季刊，聚焦于交叉學(xué)科、新材料的應(yīng)用前沿）的最新一期（2021.09）。研究者們通過(guò)調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，結(jié)合紡前原液的結(jié)構(gòu)著色，合成了一種全新形態(tài)的高分子生物聚合材料，融合現(xiàn)有獨(dú)立形態(tài)的纖維狀和球形的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，呈現(xiàn)啞鈴形的聚ε-己內(nèi)酯(PCL)微粒子 。為探究啞鈴形的聚ε-己內(nèi)酯(PCL)微粒是否可以模擬細(xì)胞外間質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的生物特性，文章中建立U87細(xì)胞(人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞)模型進(jìn)行掃描電鏡觀察和活細(xì)胞動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。兩種實(shí)驗(yàn)方法得到一致性結(jié)果，即對(duì)比傳統(tǒng)的PCL纖維結(jié)構(gòu)，該合成微粒子可模擬ECM并有效增強(qiáng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)--細(xì)胞更強(qiáng)粘附于微粒子上，進(jìn)而形成增殖的啞鈴簇。

活細(xì)胞動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)由德國(guó)InnoME的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)zenCELL owl）完成。在該實(shí)驗(yàn)中，U87細(xì)胞以30,000個(gè)細(xì)胞每孔的接種密度鋪在24孔板內(nèi)，孔板板底進(jìn)行膠質(zhì)包被和無(wú)包被處理，同時(shí)細(xì)胞培養(yǎng)基內(nèi)加入／不加入密度為1 mg/ml的合成微粒子。將U87細(xì)胞模型置于細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)，zenCELL owl設(shè)置監(jiān)測(cè)間隔17分鐘，監(jiān)測(cè)總時(shí)長(zhǎng)3天，對(duì)不同實(shí)驗(yàn)組的U87細(xì)胞模型進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的圖像、視頻和數(shù)據(jù)。（圖1）

圖1  zenCELL owl設(shè)置條件
 

圖2 A-H生動(dòng)地展示了同一個(gè)位置點(diǎn)，U87細(xì)胞模型在24小時(shí)監(jiān)測(cè)下的動(dòng)態(tài)變化。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，U87細(xì)胞會(huì)附著在呈啞鈴形的PCL顆粒上，進(jìn)一步遷移聚集形成啞鈴簇狀結(jié)構(gòu)，并繼續(xù)進(jìn)行增殖。
 

圖2  U87細(xì)胞在含有呈啞鈴形PCL顆粒／膠質(zhì)包被的24孔板培養(yǎng)48小時(shí)的細(xì)胞圖片
（黑色物質(zhì)為呈啞鈴形PCL顆粒）
 

如下視頻1、視頻2源于該文章的supplement附錄部分，真實(shí)反映了U87細(xì)胞模型的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

視頻1：  U87細(xì)胞在含有呈啞鈴形PCL顆粒／膠質(zhì)包被的24孔板培養(yǎng)72小時(shí)的細(xì)胞視頻

視頻2：  U87細(xì)胞在膠質(zhì)包被的24孔板培養(yǎng)72小時(shí)的細(xì)胞視頻

這些結(jié)果清楚地揭示了啞鈴形的聚ε-己內(nèi)酯(PCL)微粒子，其結(jié)構(gòu)可有效地模擬細(xì)胞外間質(zhì)的生物特性，在組織工程領(lǐng)域具有非凡潛力，如注射、生物制造、化妝品和醫(yī)用填充等，不斷開(kāi)拓新材料的應(yīng)用前景。

德國(guó)InnoME公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)，基于非標(biāo)記、非侵入方法，原位記錄細(xì)胞實(shí)時(shí)生長(zhǎng)和定量的分析數(shù)據(jù)。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作；通過(guò)24個(gè)顯微成像鏡頭，對(duì)24個(gè)視野進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質(zhì)量圖像、視頻、統(tǒng)計(jì)學(xué)曲線和定量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖／增殖抑制、細(xì)胞培養(yǎng)質(zhì)控／培養(yǎng)優(yōu)化、遷移／侵襲等諸多活細(xì)胞動(dòng)態(tài)過(guò)程的監(jiān)測(cè)。

環(huán)亞生物，生命科學(xué)產(chǎn)品全國(guó)性代理商，不斷把國(guó)外頂級(jí)的創(chuàng)新產(chǎn)品引入中國(guó)。環(huán)亞生物具備完善的公司運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品管理、營(yíng)銷(xiāo)、售前技術(shù)支持和售后維修體系。環(huán)亞生物作為zenCELL owl大中華區(qū)獨(dú)家代理商，負(fù)責(zé)zenCELL owl產(chǎn)品大中華區(qū)的營(yíng)銷(xiāo)和售后支持。

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