肝癌細(xì)胞SMMC-7721介電譜特性研究.pdf

1、目的：采用無損傷的交流電阻抗技術(shù)，測(cè)定肝癌細(xì)胞介電頻譜特性，利用曲線擬合方法建立肝細(xì)胞數(shù)理模型，評(píng)價(jià)肝癌細(xì)胞電生理特性變化，為抗癌藥物的開發(fā)評(píng)價(jià)、肝癌早期輔助診斷與篩查提供電生理技術(shù)支撐。
　　方法：經(jīng)過體外細(xì)胞培養(yǎng)，建立 HL-7702人正常肝細(xì)胞和 SMMC-7721人肝癌細(xì)胞的細(xì)胞模型。在0.01MHz～100MHz的范圍內(nèi)，通過采用Agilent4294A精密阻抗分析儀，分別測(cè)量HL-7702細(xì)胞和 SMMC-7721細(xì)胞

2、的介電常數(shù)-電導(dǎo)率頻譜。通過圖譜等綜合分析，提取肝癌細(xì)胞的介電特征參數(shù)。應(yīng)用三項(xiàng)式 Cole-Cole方程的數(shù)值計(jì)算和曲線擬合的殘差分析，建立肝癌細(xì)胞的數(shù)理模型及其相關(guān)參數(shù)。采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，比較肝癌細(xì)胞與正常細(xì)胞之間的差別，探討肝癌細(xì)胞在電生理特性的改變。
　　結(jié)果：
　　1) SMMC-7721細(xì)胞與HL-7702細(xì)胞的介電譜特性具有頻率依賴性：隨著頻率增大，細(xì)胞介電常數(shù)減小，電導(dǎo)率增大；
　　2) SMMC-

3、7721細(xì)胞與HL-7702細(xì)胞介電頻譜特性具有細(xì)胞體積分?jǐn)?shù)（Φ）依賴性：當(dāng)Φ=20％~65%時(shí)，隨Φ的增加，最大介電常數(shù)增量（Δεmax）、最大電導(dǎo)率增量（Δκmax）、介電損耗因子峰值（P1、P2、P3）、介電損耗角正切峰值皆增大；
　　3)體積分?jǐn)?shù)與介電增量（Δε1、Δε2、Δε3）、弛豫分布系數(shù)（β1、β3）呈正相關(guān)，與弛豫分布系數(shù)（β2）呈負(fù)相關(guān)；與特征頻率（fC1、fC2、fC3）無相關(guān)性；
　　4)與HL-77

4、02細(xì)胞比較，SMMC-7721細(xì)胞的介電常數(shù)低頻極限值（εL）上升10.7%（P>0.05），介電常數(shù)高頻極限值（εh）上升3.47%（P<0.001），電導(dǎo)率低頻極限值(κL)降低3.69%（P<0.01），電導(dǎo)率高頻極限值（κh）降低0.91%（P>0.05），峰值（P1、P2、P3、P4）增大31.70%（P<0.001）、5.84%（P<0.001）、11.41%（P<0.001）、5.48%（P>0.05），特征頻率（fC1

5、、fC2、fC3）分別降低13.78%（P<0.05）、19.94%（P<0.01）、21.27%（P<0.001）。
　　5)細(xì)胞直徑：SMMC-7721細(xì)胞=16.97±2.79 um，HL-7702細(xì)胞=15.58±1.93 um，前者比后者大8.91%（P<0.001）。
　　結(jié)論：
　　人SMMC-7721肝癌細(xì)胞介電譜特性：
　　1)頻率依賴性，即介電常數(shù)（ε）、介電損耗增量（Δε”）、電導(dǎo)率（κ）、

6、電導(dǎo)率損耗增量（Δκ”）、損耗角正切增量（Δtgδ）均隨電場(chǎng)頻率發(fā)生變化；
　　2)細(xì)胞體積分?jǐn)?shù)依存性，即隨Φ的遞增，ε、Δε”、Δκ’、Δκ”、Δtgδ均增大，而電導(dǎo)率（κ）減??；通過這一特性，可以用來定量分析細(xì)胞的含量。
　　3)細(xì)胞均具有3個(gè)特征頻率（fC1、fC2、fC3），fC1來源于細(xì)胞膜，fC2來源于細(xì)胞核膜，fC3來源于細(xì)胞核仁。
　　4)與HL-7702細(xì)胞比較，SMMC-7721肝癌細(xì)胞的絕緣性能、

7、P1、P2、P3、P4皆增加，導(dǎo)電性能減弱；通過利用這一特性，可以用來評(píng)價(jià)細(xì)胞各個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域的變化。
　　5)與HL-7702細(xì)胞相比，SMMC-7721肝癌細(xì)胞的特征頻率（fC1、fC2、fC3）均顯著降低。其可能原因在于 SMMC-7721細(xì)胞直徑大于 HL-7702細(xì)胞，通過利用特征頻率可以用來監(jiān)測(cè)細(xì)胞相關(guān)部位的生理變化。
　　故，當(dāng)藥物、溫度，壓力、離心力等各種因素作用于細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞介電特征參數(shù)可用于觀察 SMMC-7