跨膜细胞电阻仪(TEER仪)核心原理是交流阻抗法+欧姆定律:通过向Transwell上下腔施加低频微交流电,测量离子流穿过细胞单层的阻力,换算为TEER值(Ω・cm²),无创评估细胞屏障完整性与紧密连接功能。
一、基本概念与测量对象
测量对象:在Transwell多孔膜上形成的上皮/内皮细胞单层(如肠道、血脑屏障模型)。
核心指标:
TEER(跨膜电阻):反映细胞间紧密连接的致密程度,值越高屏障越强。
PD(跨膜电位):细胞两侧电位差,辅助判断细胞极性与活性。
二、核心工作原理(交流阻抗测量)
系统构成
主机:产生10μA恒定低频交流(1kHz/12.5Hz),避免电极极化与细胞损伤。
四芯电极(双极):
一对电流电极:注入恒定交流电流,穿过细胞单层。
一对电压电极:测量跨细胞层的电压降(ΔV)。
物理原理(欧姆定律)
恒定电流I(10μA)→穿过细胞单层→测得电压ΔV→计算电阻R=ΔV/I。
细胞完整:紧密连接封闭,离子(Na⁺/Cl⁻)难透过→R高。
细胞破损:连接松散/凋亡,离子易透过→R低。
交流技术关键(为何不用直流)
防极化:交流正负极快速反转,避免电极表面金属沉积与电荷累积。
护细胞:低电流/低电压(μA级/mV级),无电化学损伤。
抗干扰:低频(1kHz)避开膜电容干扰,读数稳定。
三、TEER值换算(扣除背景)
总电阻(R总)=细胞单层电阻(R细胞)+空白膜电阻(R空白)。
公式:TEER(Ω・cm²)=(R总−R空白)×有效膜面积。
示例:R总=1500Ω,R空白=300Ω,膜面积=0.33cm²→TEER=(1500−300)×0.33=396Ω·cm²。
四、测量流程(简化)
校准:用空白Transwell(无细胞)测R空白,保存为背景。
测量:电极分别插入上腔(细胞侧)与下腔(基底侧),确保不碰膜。
读数:稳定后记录R总,仪器自动计算TEER值。
对比:实验组与对照组TEER变化,评估药物/炎症对屏障的影响。
五、核心应用逻辑
屏障功能评估:肠道/血脑屏障模型成熟度(TEER通常500–2000Ω·cm²)。
药物筛选:药物毒性(TEER下降)或增强屏障(TEER上升)效果。
病理机制:炎症因子、病原体对细胞连接的破坏作用。
六、关键特点
无创实时:无需染色/标记,可动态监测数天。
精准稳定:分辨率1Ω,自动均值处理,数据可靠。
适配性强:兼容6/12/24/96孔Transwell与尤斯室。