人結腸癌細胞COLO205的介電譜特性分析.pdf

1、目的：生物介電譜技術作為一種可行性的生物傳感工具可根據(jù)不同細胞表現(xiàn)出來的特定的電學差異來區(qū)別腫瘤細胞。鑒于結腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一，本論文以結腸癌細胞為研究對象，采用頻域電阻抗測量技術并利用多種解析手段提取到細胞特定的電學參數(shù)，為結腸癌細胞進一步的電生理研究提供觀測指標與方法。
　　方法：采用Agilent4294A阻抗分析儀在40Hz~110MHz范圍內(nèi)對人結腸癌細胞COLO205和人正常結腸上皮細胞NCM460的懸浮液體

2、系進行了多濃度的電阻抗測量。利用Cole-Cole方程和雙殼物理模型分別對細胞做了擬合分析并利用最小二乘法對擬合結果進行誤差評價。對兩種細胞特定的電學參數(shù)進行統(tǒng)計處理并作出差異分析。另外，本論文還通過對兩種細胞光鏡和電鏡的觀察探討了兩種細胞的形態(tài)學差異。
　　結果：
　　1.COLO205和NCM460細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色散來源于體系中的對離子極化，而β1色散，β2色散則

3、是由于細胞的界面極化產(chǎn)生。
　　2.細胞介電譜的數(shù)學模型擬合得到三個特征頻率且與細胞濃度無關。其中對于COLO205:fc1=0.4±0.03kHz，fc2=0.4±0.05MHz，fc3=14.54±0.15MHz；對于 NCM460: fc1=0.47±0.06kHz（高于結腸癌細胞17.5％，P<0.001），fc2=0.49±0.04MHz(高于結腸癌細胞22.5%，P<0.001)，fc3=10.5±0.15MHz(低于

4、結腸癌細胞27.8%，P<0.05)。
　　3.COLO205和 NCM460細胞的部分特征參數(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細胞的介電譜具有頻率依賴性和體積分數(shù)依存性。
　　5.雙殼物理模型解析結果顯示

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