细胞耗氧率检测

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检测范围

细胞耗氧率检测广泛应用于生物医学研究、药物开发、毒理学评估及代谢机制探索等领域。具体包括：

1. 线粒体功能研究：评估线粒体呼吸链活性及能量代谢状态。
2. 药物筛选：检测药物对细胞能量代谢的影响，如抗癌药物或代谢调节剂。
3. 疾病机制研究：如神经退行性疾病（阿尔茨海默病、帕金森病）、心血管疾病及癌症的代谢异常分析。
4. 环境毒理：评估污染物或纳米材料对细胞呼吸功能的毒性效应。
5. 运动生理学：研究骨骼肌或心肌细胞在能量应激下的耗氧适应机制。

检测项目

细胞耗氧率检测的核心参数包括：

1. 基础耗氧率（OCR, Basal Oxygen Consumption Rate）：细胞在静息状态下的基础呼吸水平。
2. 最大耗氧率（Maximal OCR）：通过添加解偶联剂（如FCCP）解除线粒体内膜电位后的峰值呼吸能力。
3. 备用呼吸容量（Spare Respiratory Capacity）：反映细胞应对能量需求突增的代谢潜力。
4. 质子泄漏（Proton Leak）：线粒体内膜质子回流导致的非产能耗氧，与能量效率相关。
5. 非线粒体耗氧（Non-mitochondrial OCR）：扣除线粒体呼吸后的背景耗氧，通常由其他氧化酶活性引起。

检测仪器

1. Seahorse XF 分析仪：
   • 主流高通量设备，可实时监测活细胞的OCR变化。
   • 支持多孔板（如24孔或96孔）检测，适用于药物梯度筛选。
   • 结合外源底物（如葡萄糖、谷氨酰胺）注入，分析代谢途径特异性。
2. Clark氧电极系统：
   • 传统检测工具，通过氧敏感电极直接测量溶液中溶解氧浓度变化。
   • 适用于悬浮细胞或离体线粒体的耗氧分析。
3. 荧光氧敏感探针（如MitoXpress®、Luxcel probes）：
   • 基于荧光猝灭原理，实时检测细胞或线粒体悬液的氧消耗。
   • 适用于低氧环境或三维细胞模型（如类器官）的检测。

检测方法

1. 细胞准备

• 贴壁细胞需接种于专用微孔板（如Seahorse XF板），密度根据细胞类型优化（通常5×10⁴~2×10⁵ cells/孔）。
• 悬浮细胞或线粒体需预平衡至检测缓冲液（如XF Base Medium），并补充底物（如丙酮酸、谷氨酸）。

2. 仪器校准

• Clark电极需预热至37℃，并通过空气饱和缓冲液校准零点与斜率。
• Seahorse XF分析仪需提前进行传感器芯片水化及背景校正。

3. 检测流程

• 阶段1（基础OCR）：测量细胞在无干预条件下的基础耗氧率。
• 阶段2（药物干预）：依次注入代谢调节剂（如寡霉素抑制ATP合酶、FCCP解偶联呼吸链、鱼藤酮/抗霉素A抑制复合物I/III）。
• 阶段3（最大OCR与非线粒体OCR）：通过抑制剂确定线粒体呼吸与非线粒体耗氧的占比。

4. 数据采集与分析

• 使用配套软件（如Agilent Wave或NovoExpress）计算实时OCR曲线及关键参数。
• 结果以pmol O₂/min/10⁴ cells或OCR归一化值（如相对于蛋白浓度）呈现。

5. 质量控制

• 确保细胞存活率>90%（可同步检测细胞膜完整性染料如PI）。
• 温度与CO₂浓度严格维持（如37℃、5% CO₂），避免环境波动干扰。

注意：因业务调整，暂不接受个人委托测试望见谅。