人結(jié)腸癌細(xì)胞COLO205的介電譜特性分析.pdf

1、目的：生物介電譜技術(shù)作為一種可行性的生物傳感工具可根據(jù)不同細(xì)胞表現(xiàn)出來(lái)的特定的電學(xué)差異來(lái)區(qū)別腫瘤細(xì)胞。鑒于結(jié)腸癌是我國(guó)常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，本論文以結(jié)腸癌細(xì)胞為研究對(duì)象，采用頻域電阻抗測(cè)量技術(shù)并利用多種解析手段提取到細(xì)胞特定的電學(xué)參數(shù)，為結(jié)腸癌細(xì)胞進(jìn)一步的電生理研究提供觀測(cè)指標(biāo)與方法。
　　方法：采用Agilent4294A阻抗分析儀在40Hz~110MHz范圍內(nèi)對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞COLO205和人正常結(jié)腸上皮細(xì)胞NCM460的懸浮液體

2、系進(jìn)行了多濃度的電阻抗測(cè)量。利用Cole-Cole方程和雙殼物理模型分別對(duì)細(xì)胞做了擬合分析并利用最小二乘法對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行誤差評(píng)價(jià)。對(duì)兩種細(xì)胞特定的電學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并作出差異分析。另外，本論文還通過(guò)對(duì)兩種細(xì)胞光鏡和電鏡的觀察探討了兩種細(xì)胞的形態(tài)學(xué)差異。
　　結(jié)果：
　　1.COLO205和NCM460細(xì)胞懸浮液體系均存在三種介電色散現(xiàn)象：α色散，β1色散，β2色散。其中α色散來(lái)源于體系中的對(duì)離子極化，而β1色散，β2色散則

3、是由于細(xì)胞的界面極化產(chǎn)生。
　　2.細(xì)胞介電譜的數(shù)學(xué)模型擬合得到三個(gè)特征頻率且與細(xì)胞濃度無(wú)關(guān)。其中對(duì)于COLO205:fc1=0.4±0.03kHz，fc2=0.4±0.05MHz，fc3=14.54±0.15MHz；對(duì)于 NCM460: fc1=0.47±0.06kHz（高于結(jié)腸癌細(xì)胞17.5％，P<0.001），fc2=0.49±0.04MHz(高于結(jié)腸癌細(xì)胞22.5%，P<0.001)，fc3=10.5±0.15MHz(低于

4、結(jié)腸癌細(xì)胞27.8%，P<0.05)。
　　3.COLO205和 NCM460細(xì)胞的部分特征參數(shù)存在顯著性差異，包括Δε3（P<0.001）、Δε2(P<0.05)、Δε1(P<0.001)、P1(P<0.001)、P2(P<0.05)、β1(P<0.05)、β2(P<0.05)、β3(P<0.001)。
　　4.COLO205和NCM460細(xì)胞的介電譜具有頻率依賴性和體積分?jǐn)?shù)依存性。
　　5.雙殼物理模型解析結(jié)果顯示

5、：NCM460和 COLO205的細(xì)胞膜電容分別為3.01μF/cm2和2.83μF/cm2，核膜電容分別為0.44μF/cm2和0.53μF/cm2。
　　6.光鏡下細(xì)胞直徑的測(cè)量結(jié)果：NCM460的直徑大小為13.36±8.99μm，COLO205細(xì)胞的直徑大小為14±6.60μm。
　　結(jié)論：生物細(xì)胞或組織對(duì)交流電場(chǎng)具有較高的敏感性。介電譜作為一種可行性的生物傳感工具能夠用來(lái)區(qū)分人結(jié)腸癌細(xì)胞 COLO205和人正常結(jié)腸