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應(yīng)用指南-HF2LI鎖相放大器應(yīng)用于微流控單細(xì)胞檢測(cè)和分類

2022-08-091499次

HF2LI鎖相放大器應(yīng)用于微流控單細(xì)胞檢測(cè)和分類。生物系統(tǒng)工程的發(fā)展對(duì)細(xì)胞和亞細(xì)胞成分（細(xì)胞核，RNA，DNA）的電阻抗譜測(cè)量提出了更高的要求。與過去的幾 MHz 的頻率范圍相比，現(xiàn)在的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了更高的頻段，并且同時(shí)需要具備更高的測(cè)量靈敏度。此外，在幾個(gè)頻率上同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的能力也很重要，因?yàn)檫@意味著可以在微流控中實(shí)時(shí)獲取細(xì)胞的阻抗曲線。

HF2LI鎖相放大器應(yīng)用于微流控單細(xì)胞檢測(cè)和分類

生物系統(tǒng)工程的發(fā)展對(duì)細(xì)胞和亞細(xì)胞成分（細(xì)胞核，RNA，DNA）的電阻抗譜測(cè)量提出了更高的要求。與過去的幾 MHz 的頻率范圍相比，現(xiàn)在的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了更高的頻段，并且同時(shí)需要具備更高的測(cè)量靈敏度。此外，在幾個(gè)頻率上同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的能力也很重要，因?yàn)檫@意味著可以在微流控中實(shí)時(shí)獲取細(xì)胞的阻抗曲線。

測(cè)量策略

目前有三種常見的方法來觀察微流控通道中細(xì)胞的大小和速度。

第一種是基于光學(xué)方法的細(xì)胞計(jì)數(shù)。它需要使用激光照射微流控通道中已經(jīng)標(biāo)記好的細(xì)胞，并檢測(cè)產(chǎn)生的散射或熒光。除了使用的染料可能有毒或昂貴之外，維護(hù)和設(shè)置激光及檢測(cè)系統(tǒng)同樣會(huì)限制該技術(shù)的便攜性和耐用性。

第二種是基于圖像的細(xì)胞計(jì)數(shù)。它依賴于高速相機(jī)的使用。在使用其它設(shè)備將細(xì)胞分類到不同通道之前，您需要通過進(jìn)行圖像處理來判斷細(xì)胞的大小。普通攝像機(jī)的幀速會(huì)限制其檢測(cè)速度，每記錄一幀可能需要 200 微秒的時(shí)間。

圖片.png

圖1：HF2LI 和 HF2TA 測(cè)量細(xì)胞通過微流控通道中的差分電極對(duì)時(shí)產(chǎn)生的AC電流的變化。測(cè)量得到的電流可推斷出細(xì)胞的大小和速度，并可以用作實(shí)時(shí)進(jìn)行細(xì)胞分選的判別標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)細(xì)胞的阻抗特征，您可以通過HF2LI的信號(hào)輸出2產(chǎn)生AC介電電泳信號(hào)，其頻率與測(cè)得的阻抗相關(guān)，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分類。

第三種選擇是阻抗細(xì)胞計(jì)數(shù)法。它具有快速的響應(yīng)時(shí)間，無需標(biāo)記且可集成分類操作。該技術(shù)基于監(jiān)控細(xì)胞通過微流控通道中差分電極對(duì)時(shí)產(chǎn)生的介電特性的變化。其中一種方法使用鎖相放大器，例如 HF2LI，和匹配的電流放大器 HF2TA 來測(cè)量微流控通道中差分電極對(duì)之間電流的變化，具體連線如圖1所示。由于實(shí)驗(yàn)中使用了差分電流測(cè)量的方法來測(cè)量電流的變化，來自流體的背景信號(hào)會(huì)在很大程度上被抑制。這使得測(cè)量到的電流信號(hào)更清晰，方便您從中推斷出細(xì)胞的大小和速度。另外，基于測(cè)得的信號(hào)，您還可以通過 HF2LI 產(chǎn)生AC介電電泳（ACD）信號(hào)，確定將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到哪個(gè)通道。HF2LI 同時(shí)集成了ACD和信號(hào)檢測(cè)，從而降低了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性。

HF2LI鎖相放大器應(yīng)用于微流控單細(xì)胞檢測(cè)和分類優(yōu)勢(shì)

在多達(dá)6個(gè)頻率的同時(shí)測(cè)量。多頻操作非常適合細(xì)胞表征，因?yàn)榧?xì)胞分選需要快速，自動(dòng)化的決策。

快速在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行測(cè)量，這是基于攝像機(jī)的解決方案無法實(shí)現(xiàn)的。

在寬范圍改變測(cè)量信號(hào)頻率，來優(yōu)化測(cè)量的靈敏度。

使用差分電流測(cè)量的方式，使得 HF2LI 可在嘈雜的流體環(huán)境中工作。

同時(shí)集成檢測(cè)和分類功能，簡(jiǎn)化您的設(shè)置。

新聞素材來源：https://www.zhinst.cn/china/cn/applications/impedance-measurements/microfluidics-single-cell-detection-sorting

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