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单细胞张力和离子荧光测量系统
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单细胞张力和离子荧光测量系统

    细胞层面的离子研究是生命科学研究领域的热门课题,包括心肌、骨骼肌和平滑肌在内的单细胞,无论是自主收缩、舒张、被动拉伸等机械变化,或是细胞能量物质(ATP酶含量)的变化,都与离子运动密切相关。单细胞张力和离子荧光测量系统是WPI科学家多年精心研发,并在全球生命科学领域知名科研机构应用的科研设备。
    整套系统的开发为广大科研工作人员从细胞和离子层面探索药物、化学物或其它物理改变对心肌、骨骼肌和平滑肌的机械性能、内分泌性能的影响以及参与这些机制的离子变化规律提供了极佳的科研平台,满足对钙离子荧光、氯离子荧光、钠离子荧光、ATP酶含量等多个离子和分子的同时检测。单细胞张力和离子荧光测量系统可以在不改变实验室设备的前提下,固定于现有的激光共聚焦和荧光倒置显微镜载物台上,对单细胞或一个小的多细胞标本进行研究,完成从单细胞到完整多细胞水平的平移实验,例如该系统可以把结缔组织对肌肉功能的影响清楚地从肌肉组织作用中分离出来,相反,去上皮允许对活细胞反应和另一个细胞进行直接比较,即亚细胞结构中收缩蛋白用于研究细胞信号和细胞分子机理。
    单细胞张力和离子荧光测量系统为模块化组合系统,该系统可以在通过拉伸、电刺激或药物分子改变观察心肌、骨骼肌单细胞的机械力学指标的同时,结合荧光光度计来了解钙离子、钠离子和氯离子以及ATP酶的变化
    这是一款由美国、德国、瑞士、意大利、英国和加拿大多国科学家经过三年多的努力共同完成的革命性研究工具。该仪器融合了电子学、机械力学和光学等最新技术,使无论从事心血管生理、药理和病理的研究学者,还是从事消化系统生理、药理和病理的研究学者,抑或是从事运动医学、康复医学研究的专家均能够应用该创新性的实验平台深入进行细胞水平的研究。





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商品描述

    细胞层面的离子研究是生命科学研究领域的热门课题,包括心肌、骨骼肌和平滑肌在内的单细胞,无论是自主收缩、舒张、被动拉伸等机械变化,或是细胞能量物质(ATP酶含量)的变化,都与离子运动密切相关。单细胞张力和离子荧光测量系统是WPI科学家多年精心研发,并在全球生命科学领域知名科研机构应用的科研设备。
    整套系统的开发为广大科研工作人员从细胞和离子层面探索药物、化学物或其它物理改变对心肌、骨骼肌和平滑肌的机械性能、内分泌性能的影响以及参与这些机制的离子变化规律提供了极佳的科研平台,满足对钙离子荧光、氯离子荧光、钠离子荧光、ATP酶含量等多个离子和分子的同时检测。单细胞张力和离子荧光测量系统可以在不改变实验室设备的前提下,固定于现有的激光共聚焦和荧光倒置显微镜载物台上,对单细胞或一个小的多细胞标本进行研究,完成从单细胞到完整多细胞水平的平移实验,例如该系统可以把结缔组织对肌肉功能的影响清楚地从肌肉组织作用中分离出来,相反,去上皮允许对活细胞反应和另一个细胞进行直接比较,即亚细胞结构中收缩蛋白用于研究细胞信号和细胞分子机理。
    单细胞张力和离子荧光测量系统为模块化组合系统,该系统可以在通过拉伸、电刺激或药物分子改变观察心肌、骨骼肌单细胞的机械力学指标的同时,结合荧光光度计来了解钙离子、钠离子和氯离子以及ATP酶的变化
    这是一款由美国、德国、瑞士、意大利、英国和加拿大多国科学家经过三年多的努力共同完成的革命性研究工具。该仪器融合了电子学、机械力学和光学等最新技术,使无论从事心血管生理、药理和病理的研究学者,还是从事消化系统生理、药理和病理的研究学者,抑或是从事运动医学、康复医学研究的专家均能够应用该创新性的实验平台深入进行细胞水平的研究。






产品名称: 单细胞和离子荧光测量系统
 
工作原理:
在倒置显微镜下,通过位置控制器,控制位于光学张力传感器和纳米马达上的显微镊子的开合,以夹持或释放旋转浴槽中的肌细胞。当单个细胞进行收缩或舒张时,会对位于张力传感器上的显微镊子产生牵拉并发生位移,力量的大小通过张力传感器感知,经过电子系统放大并转变为张力信号,通过软件计算张力的变化,最终记录的力学指标是毫牛(牛顿力学指标);
生物荧光光度测量仪通过液态光纤将LED光源的激发光输送到倒置荧光显微镜的光信道,照射到单细胞样本上,激发各种离子(如钙离子、钠离子和氯离子)和分子(如NO和ATP酶)结合的荧光物质,反射的荧光通过光信道后从侧口传输到显微镜光电倍增管或CCD。

产品型号:
CTS200 + BF100


 
产品特点:
● 单细胞工作工作平台小巧轻便、容易安装和移动,节省实验室空间,可以放置于任何品牌的荧光倒置显微镜和激光共聚焦载物台上。
● 最新最尖端科技成果集成,包括微型压电式纳米微操和灵敏度为纳牛水平的光学张力传感器;
● 单细胞工作平台用途广泛,可用于心肌、骨骼肌和平滑肌单细胞研究;
● 本系统可以对心肌、骨骼肌和平滑肌细胞进行电生理实验观察和拉伸试验研究,并可以同时通过生物荧光光度测量仪对细胞内钙离子、钠离子、氯离子和ATP酶进行荧光强度的研究。
● 与膜片钳配合使用,既可以研究电刺激和拉伸刺激对心肌的收缩性能和离子变化之间关系的影响,也可以用于研究离子荧光强度与电生理变化的关系。
● 浴槽旋转设计和抽提式浴槽,使整个系统的设计更人性化,方便用户操作并节省实验室成本;
● 独特设计的抗震系统可消除光学传感器使用过程中产生的震动;
● 温度控制系统可以精确调节浴槽内 温度,精确到0.1℃。
● 生物荧光光度测量仪用于离子荧光测量时,使用LED模块作为激发光光源,所需功率更小,释放热量更少,符合环保低碳的市场主旋律;开机即可使用,无需等待半小时以上,节省时间。
● 荧光光度测量仪内含两个PMT,对荧光具有极高的灵敏性,快速的响应时间,因此,更适合于单激发/双反射,或双激发/双反射的荧光强度变化研究,整合在仪器内部的定时装置能以1000Hz的频率进行测量,较低的工作周期减少了光致漂白。
 
应用领域
CTS200 可以研究哪些内容?
CTS200主要设计用于单个肌肉细胞的研究:包括心肌单细胞、骨骼肌单细胞和平滑肌单细胞;
研究内容包括:
●  细胞拉伸和肌肉张力试验;
●  点刺激和场刺激与细胞收缩试验;
●  膜片钳与细胞张力及离子变化试验;
●  收缩与钙、钾和氯离子浓度变化试验;
●  收缩与细胞能量ATP酶变化的试验;
●  收缩与单细胞肌节长度变化的试验;
●  耳蜗毛细胞牵拉与听觉机制的试验研究;

CTS200 可以开展哪些科研项目?
● 变性肌力药物筛选及机理研究
● 缺血再灌注等心肌损伤研究
● 心力衰竭模型研究
● 干细胞分化模型研究
● 高血压模型研究
● 细胞微张力功能评测
● 离体心脏功能评测
● 牵拉与听觉机智的试验研究


● 房性心律失常的机理研究:通过自律细胞的钙离子测量,探讨房性心律失常和药物治疗的原理;
● 慢性阻塞性肺病(COPD)研究:在呼吸系统研究中,可进行支气管平滑肌的治疗药物研究和病理机制研究;
●细胞损伤模型的建立和研究:在运动医学研究中,可建立骨骼肌单细胞损伤和疲劳模型,以探讨缓解和治疗肌肉损伤的方法;同时也可以从离子水平探讨骨骼肌细胞收缩和舒张过程中钙离子、氯离子和钠离子的变化规律;从分子水平探讨ATP酶活性与骨骼肌收缩之间的变化规律;
● 进行性肌营养不良的研究:从细胞水平对进行性肌营养不良的发病机制和治疗方法进行探讨;
● 比较动物学研究:对进行基因转染后的动物的肌细胞收缩性能如收缩、舒张或耐力进行比较;也可以从离子水平探究不同基因类型离子浓度的变化规律;
● 耳蜗毛细胞的听觉机制研究:通过对耳蜗毛细胞进行机械牵 拉产生电能动性来研究毛细胞在听觉中的作用机理。
目前,整套设备在全球生命科学领域知名大学和科研机构研究中广泛应用,中国境内包括北京大学、中山大学、华南理工大学、上海中医药大学、上海体育大学和上海海洋大学等。目前已有多篇文献发表在Science等杂志上。


小鼠心脏肉小梁用Indo-1灌注30分钟测量游离钙和结合钙比值。资料来源:Dr.Genaro Ramirez-Correa, John's Hopkins University.



在正常和营养不良的心肌细胞研究中,应用该系统发现营养不良的心肌细胞具有异常钙火花释放,而正常心肌细胞则没有。资料来源:Science 333,1440(2011)


大鼠心脏乳头肌用Fluo-4灌注20分钟刺激反应结果。资料来源University of Miami.
 
参考文献:
 Benjamin L. Prosser, Christopher W. Ward, "Mechano-Chemo Transduction Tunes the Heartstrings," Sci. Signal., 18 March 2014, Vol. 7, Issue 317, p. pe7, [DOI: 10.1126/scisignal.2005214].
Ramzi J. Khairallah, Guoli Shi, Francesca Sbrana, Benjamin L.Prosser, Carlos Borroto, Mark J. Mazaitis, Eric P. Hoffman,Anup Mahurkar, Fredrick Sachs, Yezhou Sun, Yi-Wen Chen, Roberto Raiteri, W. Jonathan Lederer, Susan G. Dorsey andChristopher W. Ward (August 7, 2012), Microtubules Underlie Dysfunction in Duchenne Muscular Dystrophy," Science Signaling 5 (236), ra56. [doi: 10.1126/scisignal.2002829].
Prosser BL, Ward CW, Lederer WJ. "X-ROS signaling: rapid mechano-chemo transduction in heart" (Science). 2011 Sep 9;333(6048):1440-5. [PMID:21903813]

单细胞张力和离子荧光测量系统微信介绍


 
主要研究指标:
1. 机械力学研究指标:心肌、骨骼肌、 平滑肌细胞机械力学指标,包括等距收缩、等张收缩、达峰时间、力和速度关系、快速牵拉和舒张、钙梯度与收缩力关系等研究;
2. 电生理研究指标:心肌、骨骼肌、平滑肌细胞电生理学指标,包括动作电位、起搏电位、心律失常和膜片钳研究;
3. 心肌、骨骼肌、平滑肌细胞的生化研究指标,氧耗量和ATP酶活性等;
4. 结合生物荧光光度测量系统,可以观察心肌、骨骼肌和平滑肌兴奋时动作电位与离子变化之间的关系;可以研究收缩变化过程中,ATP酶活性等能量物质变化规律。
5. 结合激光二极管模块,可以用来研究收缩与肌节长度变化的规律。

   
产品图片:


 
   
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