在生命科學研究,特別是細胞生物學、藥理學和毒理學領域,維持上皮或內皮細胞層的完整性對于理解物質轉運、炎癥反應及藥物吸收等過程至關重要。跨上皮電阻(Transepithelial Electrical Resistance,TEER)測量儀正是用于無創、實時評估這類細胞單層屏障功能的核心儀器。
用途廣泛,聚焦屏障功能
跨上皮電阻測量儀主要用于檢測培養在多孔膜(如Transwell小室)上的上皮細胞或內皮細胞所形成的單層對離子流動的阻礙能力。TEER值越高,說明細胞間連接越緊密,屏障功能越完整;反之,則可能提示細胞損傷、炎癥刺激或藥物毒性作用。因此,該儀器廣泛應用于腸道、血腦屏障、肺泡、腎小管等模型的研究中。
例如,在藥物開發中,研究人員利用TEER值判斷候選化合物是否破壞腸上皮屏障,從而評估其口服吸收潛力或潛在毒性;在神經科學領域,TEER被用來監測血腦屏障模型的穩定性;在感染與免疫研究中,它可反映病原體或炎癥因子對上皮通透性的影響。
域于電學,原理簡潔可靠
TEER測量基于歐姆定律。儀器通過一對電極(通常為銀/氯化銀電極)向細胞單層兩側施加微弱交流電流(避免極化效應),并測量由此產生的電壓差,從而計算出電阻值(單位通常為Ω·cm²)。實際測得的總電阻包含細胞層電阻和空白膜(無細胞時)的本底電阻,因此需先測定空白膜的電阻值,并從總值中扣除,再乘以膜的有效面積,最終得到標準化的TEER值。
現代TEER測量儀多采用“chopstick”型手持電極或集成式電極支架,操作便捷,且能實現非侵入性、重復測量,不影響細胞后續實驗。
規范操作,確保數據準確
使用跨上皮電阻測量儀時,需注意以下幾點以保證結果可靠性:
1.細胞狀態良好:確保細胞已形成致密單層,通常需培養數天,并通過顯微鏡觀察確認無空洞或脫落。
2.溫度控制:電阻值受溫度影響較大,建議在37℃環境下測量,或至少將培養板回溫至室溫后再操作。
3.電極清潔與校準:每次使用前后應徹底清洗電極,避免殘留物干擾;部分儀器支持自動校準,需定期執行。
4.避免氣泡:插入電極時動作輕柔,防止在膜上下腔產生氣泡,否則會顯著影響讀數。
5.重復測量取平均:建議每個樣本多次測量(如3次),剔除異常值后取平均,提高數據穩定性。
此外,TEER僅反映離子通透性,不能完全代表大分子或病原體的穿透情況,常需結合熒光標記物滲透實驗等方法進行綜合評估。
跨上皮電阻測量儀雖結構簡單,卻在細胞屏障功能研究中扮演著不可替代的角色。它以電學方式“感知”細胞間的緊密連接狀態,為科研人員提供了一種快速、定量且可動態追蹤的評估手段。隨著類器官、器官芯片等更復雜模型的發展,TEER測量技術仍將持續發揮其獨特價值,助力對生命屏障機制的深入理解。