跨膜細胞電阻儀(TEER儀)核心原理是交流阻抗法+歐姆定律:通過向Transwell上下腔施加低頻微交流電,測量離子流穿過細胞單層的阻力,換算為TEER值(Ω?cm²),無創評估細胞屏障完整性與緊密連接功能。
一、基本概念與測量對象
測量對象:在Transwell多孔膜上形成的上皮/內皮細胞單層(如腸道、血腦屏障模型)。
核心指標:
TEER(跨膜電阻):反映細胞間緊密連接的致密程度,值越高屏障越強。
PD(跨膜電位):細胞兩側電位差,輔助判斷細胞極性與活性。
二、核心工作原理(交流阻抗測量)
系統構成
主機:產生10μA恒定低頻交流(1kHz/12.5Hz),避免電極極化與細胞損傷。
四芯電極(雙極):
一對電流電極:注入恒定交流電流,穿過細胞單層。
一對電壓電極:測量跨細胞層的電壓降(ΔV)。
物理原理(歐姆定律)
恒定電流I(10μA)→穿過細胞單層→測得電壓ΔV→計算電阻R=ΔV/I。
細胞完整:緊密連接封閉,離子(Na?/Cl?)難透過→R高。
細胞破損:連接松散/凋亡,離子易透過→R低。
交流技術關鍵(為何不用直流)
防極化:交流正負極快速反轉,避免電極表面金屬沉積與電荷累積。
護細胞:低電流/低電壓(μA級/mV級),無電化學損傷。
抗干擾:低頻(1kHz)避開膜電容干擾,讀數穩定。
三、TEER值換算(扣除背景)
總電阻(R總)=細胞單層電阻(R細胞)+空白膜電阻(R空白)。
公式:TEER(Ω?cm²)=(R總−R空白)×有效膜面積。
示例:R總=1500Ω,R空白=300Ω,膜面積=0.33cm²→TEER=(1500−300)×0.33=396Ω·cm²。
四、測量流程(簡化)
校準:用空白Transwell(無細胞)測R空白,保存為背景。
測量:電極分別插入上腔(細胞側)與下腔(基底側),確保不碰膜。
讀數:穩定后記錄R總,儀器自動計算TEER值。
對比:實驗組與對照組TEER變化,評估藥物/炎癥對屏障的影響。
五、核心應用邏輯
屏障功能評估:腸道/血腦屏障模型成熟度(TEER通常500–2000Ω·cm²)。
藥物篩選:藥物毒性(TEER下降)或增強屏障(TEER上升)效果。
病理機制:炎癥因子、病原體對細胞連接的破壞作用。
六、關鍵特點
無創實時:無需染色/標記,可動態監測數天。
精準穩定:分辨率1Ω,自動均值處理,數據可靠。
適配性強:兼容6/12/24/96孔Transwell與尤斯室。