Dielectrophoresis and ζ-potential as potential low-cost complements to patch clamp for measurement of cell electrophysiology.

چکیده اصلی

Cell electrophysiology is a useful measure of cell function, including ionic state and channel activity, and the way these are altered by pharmacological intervention. However, measurement of whole-cell electrical properties such as resting membrane potential Vm and membrane whole-cell capacitance and conductance is difficult, which has limited the more widespread adoption of electrophysiology in cell biology and drug discovery. The gold-standard method for acquiring this data is patch clamp, a method of measuring single cells that uses a micromanipulated micropipette in contact with the cell surface. Measurement is difficult, slow, and requires a highly skilled operator, whilst automated alternatives are expensive to run. Other methods such as flow cytometry are unable to provide absolute values of Vm, or measure conductance and capacitance characteristics. Dielectrophoresis (DEP) and electrophoretic light scattering (ELS) have recently been shown to provide useful methods of directly measuring absolute Vm and other parameters, whilst examining many more cells (typically tens of thousands in under a minute). In this paper we use DEP and ELS to examine the electrophysiology of human bladder carcinoma cell line HTB-9 following treatment with ATP, glibenclamide and tetraethylammonium, and compare the results to published data obtained by patch clamp. Results indicate that DEP yields Vm and membrane conductance values that are highly comparable to data from patch clamp, at high speed and low cost, demonstrating the usefulness of techniques such as DEP and ELS for electrophysiological study.

ترجمه فارسی چکیده

بی‌الکتریکی سلول، شامل وضعیت یونی و فعالیت کانال‌ها و نحوه تغییر آن‌ها در مداخلات دارویی، یک معیار مفید از عملکرد سلول است. اندازه‌گیری ویژگی‌های الکتریکی سلول کامل مانند پتانسیل غشای استراحت (Vm) و ظرفیت و هدایت کل غشا دشوار است که پذیرش گسترده‌تر بی‌الکتریکی در زیست‌شناسی سلول و کشف دارو را محدود کرده است. روش استاندارد طلایی برای به‌دست‌آوردن این داده‌ها، کلپ کلچ است که از یک سوزن میکروسکوپی با دستکاری میکروسکوپی در تماس با سطح سلول استفاده می‌کند. این اندازه‌گیری دشوار، کند است و نیاز به یک کاربر بسیار ماهر دارد، در حالی که جایگزین‌های خودکار پرهزینه هستند. روش‌های دیگر مانند سیتومتری جریان نمی‌توانند مقادیر مطلق Vm را ارائه دهند یا ویژگی‌های هدایت و ظرفیت را اندازه‌گیری کنند. اخیراً نشان داده شده است که دی‌الکتریکوفورز (DEP) و پراکندگی نور الکتریکی (ELS) روش‌های مفیدی برای اندازه‌گیری مطلق Vm و سایر پارامترها فراهم می‌کنند، در حالی که بررسی ده‌ها هزار سلول (معمولاً در کمتر از یک دقیقه). در این مقاله از DEP و ELS برای بررسی بی‌الکتریکی سلول‌های سرطان مثانه انسانی HTB-9 پس از درمان با ATP، گلیبنکلامید و تترااتیل‌آمونیوم استفاده می‌کنیم و نتایج را با داده‌های منتشرشده حاصل از کلپ کلچ مقایسه می‌کنیم. نتایج نشان می‌دهد که DEP مقادیر Vm و هدایت غشایی را به‌طور قابل مقایسه‌ای با داده‌های کلپ کلچ در سرعت بالا و هزینه کم تولید می‌کند.

متن کامل اصلی