ECIS是一種先進(jìn)的生物傳感器技術(shù)，能夠測量由于細(xì)胞貼壁狀態(tài)、位置、形態(tài)等方面發(fā)生的變化。將細(xì)胞添加在特殊電極板的微孔內(nèi)（400ml），通過微電流傳感器實(shí)時(shí)、定量、非介入性的
測量細(xì)胞活性狀態(tài)的改變。 如圖為一個(gè)8孔金屬電極測量板，每孔中均可培養(yǎng)細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞在電極上附著并且貼壁變化或者遷移時(shí)，這些變化被傳輸?shù)絻x器的檢測端，該變化反映了細(xì)胞的一些特性改變，如：形態(tài)學(xué)變化、貼壁能力、細(xì)胞遷移運(yùn)動、細(xì)胞覆蓋程度、細(xì)胞與基底空間等。
ECIS細(xì)胞動態(tài)分析儀應(yīng)用
一、 細(xì)胞損傷修復(fù)應(yīng)用
傳統(tǒng)細(xì)胞損傷修復(fù)
傳統(tǒng)的細(xì)胞損傷修復(fù)實(shí)驗(yàn)一般使用生長增殖快的單細(xì)胞層，然后在細(xì)胞層上劃一條線，小面積的細(xì)胞層被損傷。當(dāng)周圍細(xì)胞進(jìn)入并且生長填滿被損壞的區(qū)域時(shí)（修復(fù)），可以用顯微鏡檢查到損壞的區(qū)域里的細(xì)胞狀況。
2）ECIS技術(shù)方法
ECIS方法則可以完成自動化分析實(shí)驗(yàn)。當(dāng)給予電極較強(qiáng)的瞬間電流時(shí)，測量電極上的細(xì)胞就會被擊穿、損傷，然后有部分細(xì)胞死亡。
典型的損傷修復(fù)實(shí)驗(yàn)如下圖所示。BSC1細(xì)胞首先長成單細(xì)胞層，然后兩個(gè)孔中給予點(diǎn)擊，使測量電極上的細(xì)胞死亡，引起阻抗值降低。隨時(shí)間的延長這兩個(gè)曲線又回到初始數(shù)值，這是由于那些在電極外的正常細(xì)胞向損傷地區(qū)遷移并重新生長并且替換已死去細(xì)胞。
ECIS是完全自動化的分析方法，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在軟件控制下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有很好的重復(fù)性，并且有利于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
二、 細(xì)胞伸展貼壁
ECIS技術(shù)的重要應(yīng)用之一是研究細(xì)胞伸展貼壁行為。這種測量方法可以研究細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用對細(xì)胞貼壁能力的作用。這種方法是實(shí)時(shí)的和定量地，和傳統(tǒng)的終點(diǎn)法相比有著顯著的優(yōu)勢。
如圖所示兩種不同類型的細(xì)胞貼壁速度存在很大差異。首先將同樣數(shù)目的BSC1和NRK細(xì)胞接種在電極孔中，直至兩種細(xì)胞形成密集的細(xì)胞層，很明顯BSC1細(xì)胞有著更快的貼壁和生長速度。
三、腫瘤細(xì)胞侵潤研究
內(nèi)皮細(xì)胞層的建立
ECIS圓孔電極首先包被明膠層，然后HUVEC細(xì)胞懸液加入到板孔中，在加入細(xì)胞后的2個(gè)小時(shí)形成單細(xì)胞層：
上圖分別是加入G細(xì)胞、AT3細(xì)胞和對照的內(nèi)皮細(xì)胞層阻抗曲線。可以看到隨著腫瘤細(xì)胞的加入，內(nèi)皮細(xì)胞層阻抗值開始降低，并且AT3細(xì)胞引起的降低更加顯著，阻抗值降低的原因是由腫瘤細(xì)胞的侵入影響了完整的內(nèi)皮細(xì)胞層。
四、體外毒理學(xué)檢測
細(xì)胞的生長受到培養(yǎng)基中化學(xué)成分的影響，因此可以利用ECIS技術(shù)檢測藥物對細(xì)胞的毒理學(xué)影響：
上圖是十二烷基磺酸鈉對WI-38細(xì)胞的作用，可以看出這種化合物對細(xì)胞的生長有著明顯的抑制作用，并且濃度越高抑制效果越顯著。
五、細(xì)胞的趨化遷移
ECIS細(xì)胞動態(tài)分析儀有著高靈敏度，甚至可以檢測單個(gè)細(xì)胞的微運(yùn)動：
A：以葉酸為趨化化合物，少量NC4A2細(xì)胞從電極板一側(cè)（左下）遷移（右上）測量到的細(xì)胞層電阻值變化。由圖可見，隨著細(xì)胞進(jìn)入電極孔范圍，電阻值上升，隨著細(xì)胞進(jìn)一步遷移出電極孔，電阻值又下降
B：顯微鏡下觀察遷移過程，與電阻測定值對應(yīng)
六、其它的應(yīng)用
細(xì)胞層屏障功能的研究
細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究
流動狀態(tài)下細(xì)胞行為的研究
更詳細(xì)的介紹請見美國Applied Biophysics公司的主頁：
http://www.biophysics.com/index.html
