[发明专利]多功能细胞传感器系统及其测量方法

说明书

本公开涉及多功能细胞传感器系统及其测量方法。该系统包括：第一电极、第二电极以及切换部件，所述第一电极包括第一叉指电极组件和第二叉指电极组件，第一叉指电极组件和第二叉指电极组件构成叉指电极；所述切换部件与所述第一叉指电极组件以及第二叉指电极组件连接，或者与所述第二电极以及第一叉指电极组件和第二叉指电极组件其中之一连接。通过切换部件实现电极间连接的切换，使得所述功能细胞传感器系统可以既用于细胞阻抗值的测量，又可以用于细胞跨膜电阻值的测量，对于细胞的粘附、迁徙和连接，可进行实时、定量、无损、快速、方便的检测。

技术领域

本公开涉及生物医疗技术领域，尤其涉及一种多功能细胞传感器系统及其测量方法。

背景技术

细胞传感器是生物传感器的一种，它可以直接通过活细胞检测生化作用，并通过换能器转换为电信号。具体来说，细胞传感器采用固定化的活细胞作为敏感元件，与物理或化学换能器相结合。细胞阻抗传感器系统是一种细胞行为学动态研究的技术平台，能够实时、定量、无损伤、非介入地研究生长细胞形态、位置、数目等变化。它有三大特点：无损伤的细胞动态研究平台不用染色、标记实时定量地进行测量、实时获取数据实验结果以具有高度可重复性。

基于叉指电极的细胞阻抗测量系统也是一种细胞传感器，可以无损检测，更重要的是可以实时检测细胞的粘附、生长、迁徙等变化。特别是构成血脑屏障的脑微血管内皮细胞的相关紧密连接对其选择性通过具有重要作用。

用于制备叉指电极的传统技术是磁控溅射、电子束蒸发镀膜等技术，然后经光刻和腐蚀等步骤，需要专用的设备和复杂、昂贵的工艺，且周期较长。

另外，现有细胞测量是基于Transwell小室进行的，而Transwell小室针对细胞粘附以及跨膜电阻的测量非常不方便，观察细胞的粘附多靠经验数据，或者是取下来进行扫描电镜观察，这是一种破坏性的观测手段，不能做到实时监测。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种叉指电极制备方法、多功能细胞传感器系统及其测量方法。

根据本公开的一方面，提供了一种多功能细胞传感器系统，包括：第一电极、第二电极以及切换部件，

所述第一电极包括第一叉指电极组件和第二叉指电极组件，第一叉指电极组件和第二叉指电极组件构成叉指电极；

所述切换部件与所述第一叉指电极组件以及第二叉指电极组件连接，或者与所述第二电极以及第一叉指电极组件和第二叉指电极组件其中之一连接。

在一种可能的实现方式中，当所述切换部件与所述第一叉指电极组件以及第二叉指电极组件连接时，所述多功能细胞传感器系统用于测量细胞的阻抗值；

当所述切换部件与所述第二电极以及第一叉指电极组件和第二叉指电极组件其中之一连接时，所述多功能细胞传感器系统用于测量细胞的跨膜电阻值。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：数据采集装置和信号处理装置；

所述数据采集装置分别与所述信号处理装置和所述切换部件的输入控制端连接；所述信号处理装置通过所述切换部件的输出端连接至所述第一电极和/或第二电极。

在一种可能的实现方式中，所述数据采集装置向所述切换部件的输入控制端提供切换控制指令；

所述切换部件根据所述切换控制指令进行切换，以连通所述信号处理装置和所述第一叉指电极组件以及第二叉指电极组件，或者连通所述信号处理装置和所述第二电极、以及第一叉指电极组件和第二叉指电极组件其中之一；

所述信号处理装置将所得到的测量数据发送给数据采集装置。

在一种可能的实现方式中，所述第一电极和第二电极为多个，其中，一个第一电极和一个第二电极组合为一个电极对。