專利名稱：：實(shí)時細(xì)胞電子分析系統(tǒng)及其在細(xì)胞毒性檢測和化合物分析上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及基于細(xì)胞的分析和檢測的領(lǐng)域.具體說，本發(fā)明提供了基于阻抗檢測細(xì)胞的器件裝置、微電極板、和系統(tǒng)，以進(jìn)行細(xì)胞分析和基于細(xì)胞的檢測。
背景技術(shù)：
：生物電子學(xué)是正在發(fā)展的涉及生物材料和電子儀器的跨學(xué)科的研究領(lǐng)域.生物電子方法已經(jīng)運(yùn)用于細(xì)胞分析以及生物分子和細(xì)胞的檢測.一種生物電子學(xué)的應(yīng)用是將細(xì)胞培養(yǎng)在含有微電極結(jié)構(gòu)的表面，并測量細(xì)胞-電極阻抗(cell-electrodeimpendence)以觀察細(xì)胞狀態(tài)的改變.在PCT申請PCT/US03/22557,趙為"基于阻抗的檢測裝置和方法，，("IMPEDANCEBASEDDEVICESANDMETHODSFORUSEINASSAYS"),于20(W年7月18日遞交中，公開了一種用于檢測放置于電極表面的細(xì)胞和/或分子的裝置.此裝置通過測量由細(xì)胞/分子與電板表面的結(jié)合導(dǎo)致電極阻抗的變化來檢測細(xì)胞和/或分子.此專利申請還揭示了多種此裝置的實(shí)例以及用于基于細(xì)胞的檢測的裝置、系統(tǒng).在抗腫瘤藥物開發(fā)過程中，研究藥物時間相關(guān)的毒性作用和藥物對細(xì)胞增殖的抑制作用是在臨床藥物開發(fā)中獲得藥物刑量信息的重要方法.尤其是獲得時間相關(guān)的IC50和觀察IC50的不同時間依賴性模式.(例如，見參考文獻(xiàn)HassanSB，JonssonE，LarssonRandKarlssonMOin/PAfl/Tmico/ogy五jc/e"'me/t/fl/rAeni/^rt'cs，2001，Vol.299,No.3，pp1140-1147;LevasseurLM，SIocum服，RustumYMandGrecoWR，inC縱ch綴cA，1998，vol.58,pp5749-S761)一般來說，這些研究使用終點(diǎn)測量的分析方法.在每個時間點(diǎn)，以不同藥物濃度處理培養(yǎng)的細(xì)胞，需要不同的實(shí)驗(yàn).這就限制了研究細(xì)胞毒性的時間點(diǎn)的分辦率和時間點(diǎn)數(shù)量.因此，需要有新的技術(shù)或方法，提供更高的時間分辦率，并可提供多個時間點(diǎn)的測量.本發(fā)明進(jìn)一步擴(kuò)展了以下專利申請的發(fā)明申請?zhí)枮镻CT/US03/22557，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"，遞交于2003年7月18日的PTC申請；美國專利申請?zhí)?0/705,447(于2003年11月10日遞交)，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"(IMPEDANCEBASEDDEVICESandMethodsforuseinassays)(專利代理人編號為ACE-00101.P丄1-US)的申請.本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種使用測重細(xì)胞-基底阻抗的實(shí)時細(xì)胞電子分析系統(tǒng)，以進(jìn)行基于細(xì)胞的檢測，并提供了使用此系統(tǒng)進(jìn)行基于細(xì)胞檢測的一種方法。發(fā)明概述一方面，本發(fā)明提供了一種器件(device)來檢測細(xì)胞-基底阻抗(cell-substrateimpedance)，這個器件包括a)—個絕緣的基底(nonconductingsubstrate);b)兩個或多個加工于基底的電極陣列(electrodearray),其中每個電極陣列包括兩個電極結(jié)構(gòu)(electrodestructure);c)至少兩個連接盤(connectionpad)，各個連接盤位于基底的邊緣部位.器件的各個電極陣列在整個陣列上的電阻分布是近似均勻的.器件的基底有適于細(xì)胞貼附與生長的表面，細(xì)胞在所述的基底的表面上的貼附或生長可引起各個電極陣列上的電極結(jié)構(gòu)之間的可被檢測的阻抗變化.在優(yōu)選實(shí)例中，在本發(fā)明部件的基底的各個電極陣列上連接有一個不滲液的容器.再一方面，本發(fā)明提供了一種細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)(acell-substrateimpedancemeasurementsystem)包括a)至少一個多孑L器件可檢測細(xì)胞-基底阻抗，其中多孔(multiple-well)中至少有兩個孑L帶有孑L底電極陣列；b)—個阻抗分詳斤儀(impedanceanalyzer);c)用于放置一個或多個多孔器件和用于將孔中的電極陣列電子連接于阻抗分析儀的器件檢測臺(devicestation,或稱器件工作臺)；d)用于控制器件檢測臺(或稱器件工作臺)和從阻抗分析儀測得的阻抗值獲得數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng).在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)例中，多孔器件的每個電極陣列是可以單個選通的(意即單個電極陣列可獨(dú)立地連通到阻抗分析儀)。另一方面，本發(fā)明提供了一種利用本發(fā)明器件測量細(xì)胞的基底阻抗的方法.此方法包括提供本發(fā)明的多陣列器件；將上述多陣列器件連接于阻抗分析儀(impedanceanalyzer);添加細(xì)胞于器件的兩個或多個陣列上的至少一個陣列中；并檢測器件上的一個或多個電極陣列上的細(xì)胞-基底阻抗.另一方面，本發(fā)明提供了細(xì)胞變化指數(shù)(CellChangeIndex)的計(jì)算方法，以定重和比較細(xì)胞-基底阻抗.另一方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算連接于細(xì)胞-基底儀器上陣列和連接盤之間的電傳導(dǎo)線的電阻的方法.這個電傳導(dǎo)線的電阻被用于計(jì)算細(xì)胞指數(shù)(CellIndex).另一方面，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)來測量細(xì)胞曙基底阻抗(cell-substrateimpedance)的方法.這個方法包括提供本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞添加于帶有電極陣列的多孔器件的至少一個孔中；檢測一個或多個添加有細(xì)胞的孔的細(xì)胞-基底阻抗.阻抗可在規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔被測量.在一種優(yōu)選實(shí)例中，在多孔器件上的至少兩個孔進(jìn)行細(xì)胞-基底阻抗檢測.另一方面，本發(fā)明提供了一種基于細(xì)胞的實(shí)時檢測方法，可檢測一種或多種化合物對細(xì)胞所產(chǎn)生的影響.該方法包括提供上述的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞置于帶有電極陣列的至少一個或多個孔中；在有細(xì)胞的一個或多個孔中加入一種或多種化合物；在加入化合物之前和加入化合物之后檢測一個或多個孔上電極陣列的細(xì)胞-基底阻抗.優(yōu)選的是，在一個或多個加有細(xì)胞的孔中加入一種或多種化合物后，在規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔上檢測細(xì)胞-基底阻抗，與時間相關(guān)息，以及與化合:反應(yīng)時與時間相丄的:胞狀態(tài)的信息.這些S息4用以確定化合物對細(xì)胞的作用.在另一方面，本發(fā)明提供一種對至少一種化合物的細(xì)胞毒性進(jìn)行實(shí)時檢測的方法，包括提供上述的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞置于帶有電極陣列的至少一個或多個孔中；在一個或多個有細(xì)胞的孔中加入一種或多種化合物；在加入化合物之前和加入化合物之后檢測一個或多個孔上電極陣列的細(xì)胞-基底阻抗，此與時間相關(guān)的阻抗變化提供了化合物時間依賴性的毒性作用的信息.優(yōu)選的是，在一個或多個有細(xì)胞的孔中加入一種或多種化合物后，在規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔檢測細(xì)胞-基底阻抗.時間相關(guān)的阻抗值的變化可提供化合物的任何可能存在的毒性作用.在上述方法的一個優(yōu)選實(shí)例中，在多個孔中加入相同類型細(xì)胞，在帶有相同細(xì)胞的不同孔中加入不同濃度的化合物.此方法可提供與時間相關(guān)的和與濃度相關(guān)的毒性作用信息.另一方面，本發(fā)明提供了一種分析和比較兩種化合物對某種細(xì)胞產(chǎn)生的與時間相關(guān)的毒性反應(yīng)的方法.該方法包括a)用上述方法實(shí)時檢測笫一種化合物對一種細(xì)胞的毒性作用；b)用上述方法實(shí)時檢測笫二種化合物對上述細(xì)胞的毒性作用；c)比較兩種化合物與時間相關(guān)的細(xì)胞毒性反應(yīng).在這種方法的一個實(shí)例中，與時間相關(guān)的細(xì)胞毒性反應(yīng)是在笫一種化合物的多個濃度的條件下測得.在另一個實(shí)例中，與時間相關(guān)的細(xì)胞毒性反應(yīng)是在第二種化合物的多個濃度條件下測得.在另一個實(shí)例中，與時間相關(guān)的細(xì)胞毒性反應(yīng)是在第一種化合物和笫二種化合物的多個濃度條件下測得.另一方面，本發(fā)明提供一種化合物對多種細(xì)胞類型的細(xì)胞毒性的檢測方法，包括a)用上述方法實(shí)時檢測化合物對不同種類細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用；b)分析不同類型細(xì)胞對該化合物的實(shí)時細(xì)胞毒性反應(yīng)，以獲得化合物的細(xì)胞毒性困謙.在另一個實(shí)例中，上述方法應(yīng)用于檢測多種化合物對多種類型的細(xì)胞的毒性作用.困1是本發(fā)明細(xì)胞-基底阻抗測量器件(或稱裝置)的困示.A)顯示基底上安置有2行8列共16個電極陣列(或者16個電極結(jié)構(gòu)單位)。B)困顯示器件裝置的羊個電極陣列.C)是電極陣列的圖示，要求在整個電極陣列上的電阻分布是近似均勻的.困2是使用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測置于檢測器件上的不同細(xì)胞數(shù)目的H460細(xì)胞的增殖狀況.每隔15分鐘檢測并記錄細(xì)胞增殖狀況，持續(xù)檢測125小時.細(xì)胞生長曲線被繪制成對數(shù)值，顯示細(xì)胞處于對數(shù)生長期或是靜止期.困3是使用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測NIH3T3細(xì)胞貼附和伸展過程.在包被有多聚賴戾酸或纖連蛋白的檢測器件(板)上接種細(xì)胞.細(xì)胞在不同的包被上貼附和伸展的過程被實(shí)時地每隔3分鐘檢測，共測量3小時以上.困4是使用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測置于檢測器件(板)上的Cos-7細(xì)胞的形態(tài)學(xué)改變.細(xì)胞血清饑餓8小時后用50ng/mLEGF刺激.每隔3分鐘測量細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化，測量2小時，然后每隔l小時測量一次，共測量14小時.經(jīng)EGF處理的細(xì)胞出現(xiàn)的最初的波峰是由于細(xì)胞膜的收縮和肌動蛋白對EGF的反應(yīng).箭頭所指處為EGF刺激點(diǎn)。困5是用抗腫瘤藥物paclitaxel(紫杉醇)處理的H460細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù)隨時間變化的曲線.不同孔中的H460細(xì)胞在對數(shù)生長期加入不同濃度的paclitaxel，并用本發(fā)明細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測細(xì)胞在加入藥物后對不同劑量濃度的paclitaxel的動態(tài)反應(yīng)，每隔15分鐘測一次，持續(xù)50小時.加入67nM到500nM之間濃度的paclitaxel后，H460細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù)表現(xiàn)出緩慢的下降.然而，細(xì)胞指數(shù)在某一時間點(diǎn)會達(dá)到一個最小值.這個時間點(diǎn)取決于藥物的濃度，一般在加入藥物后15到20個小時.在這個時間點(diǎn)之后，細(xì)胞指數(shù)表現(xiàn)出緩慢的上升.3SnM藥物處理后的細(xì)胞，在加藥15個小時內(nèi)，表現(xiàn)出幾乎衡定的細(xì)胞指數(shù).在加藥15個小時后，細(xì)胞指數(shù)表現(xiàn)出緩慢的上升.圖6是用抗腫瘤藥物AC101103處理的H460細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù)隨時間的變化曲線.不同孔中的H460細(xì)胞在對數(shù)生長期加入不同濃度的AC101103.用本發(fā)明細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測細(xì)胞在加入藥物后對不同劑量濃度的AC101103的動態(tài)反應(yīng)，每隔30分鐘測一次，持續(xù)20小時.困6中細(xì)胞指數(shù)隨時間的變化曲線與圖5顯示的有很大的不同.藥物濃度在3.125ug/ml、6.25ug/ml和12.5ug/ml時，細(xì)胞指數(shù)分別在加藥5個小時、15個小時和20個小時后幾乎不變.藥物濃度為25ug/ml時，加入藥物后細(xì)胞指數(shù)呈現(xiàn)緩慢的下降。藥物濃度為50ug/ml時，加藥后十個小時的時間內(nèi)，細(xì)胞指數(shù)幾乎維持在一個水平，十個小時以后則穩(wěn)定下降.圖7是經(jīng)doxorubicin處理的A549細(xì)胞的藥物動態(tài)反應(yīng)曲線.在16孔細(xì)胞-基底阻抗檢測器件(或稱檢測板)中，每孔接種10000個A549細(xì)胞.在藥物處理前用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)檢測細(xì)胞的貼附和生長.當(dāng)細(xì)胞處于對數(shù)生長期時，在細(xì)胞中加入不同濃度的doxorubicin.另外，在某個孔中加入等量用來溶解藥物的溶劑，作為溶劑對照.此困實(shí)時記錄細(xì)胞對藥物Doxorubicin的時間、藥物濃度依賴性曲線.圖8定重本發(fā)明的器件上培養(yǎng)的NIH3T3細(xì)胞.接種給定細(xì)胞數(shù)的細(xì)胞到加工有電子傳感陣列(困1B)的微孔檢測器件(板)中.電子傳感陣列事先由纖連蛋白包被.接種細(xì)胞兩個小時后，用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)檢測細(xì)胞指數(shù).圖9A和B用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)檢測不同細(xì)胞(表l列出)對doxorubicin處理的反應(yīng).接種所示的細(xì)胞系到加工有電子傳感陣列(圖1B)的微孔檢測器件(板)中.在加入doxorubicin之前和之后，以15、30或60分鐘的間隔，持續(xù)檢測細(xì)胞的反應(yīng).困IOA和B用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)檢測不同細(xì)胞(表l列出)對olomoucine處理的反應(yīng).接種所示的細(xì)胞系到加工有電子傳感陣列(圖1B)的微孔檢測器件(板)中.在加入olomoucine之前和之后，以15、30或60分鐘的間隔，持續(xù)檢測細(xì)胞的反應(yīng).困IIA和B用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)檢測不同細(xì)胞(表l列出)對paclitaxe處理的反應(yīng).接種所示的細(xì)胞系到加工有電子傳感陣列(困1B)的微孔檢測器件(板).在加入paclitaxe之前和之后，以15、30或60分鐘的間隔，持續(xù)檢測細(xì)胞的反應(yīng).困12A用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)檢測MV522細(xì)胞對doxorubicin處理的反應(yīng).接種MV522細(xì)胞到加工有電子傳感陣列(圖1B)的微孔檢測器件(板)，并用DMSO或者doxombicin在指示的時間用指示的濃度處理細(xì)胞.圖12B顯示MV522細(xì)胞對doxorubicin處理的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)的檢測結(jié)果.細(xì)胞用FACS分析細(xì)胞周期，或者用CFDA和Cy3-AnnexinV處理，估計(jì)細(xì)胞的存活率.另外，細(xì)胞被固定后用pahHoidin染色，檢查細(xì)胞形態(tài)，并用配有CCD照相機(jī)的熒光顯微鏡拍照，顯示細(xì)胞的存活率和細(xì)胞形態(tài).處理的反應(yīng).接種A549細(xì)胞到加工有電子傳感陣列(困1B)的微孔檢測器件(板)，并用DMSO或者doxorubicin在指示的時間用指示的濃度處理細(xì)胞，圖13B顯示MV522細(xì)胞對olomoucine處理的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)的檢測結(jié)果.細(xì)胞用FACS分析細(xì)胞周期，或者用CFDA和Cy3-AnnexinV處理，估計(jì)細(xì)胞的存活率，另外，細(xì)胞被固定后用pahlloidin染色，檢查細(xì)胞形態(tài).并用配有CCD照相機(jī)的熒光顯微鏡拍照，顯示細(xì)胞的存活率和細(xì)胞形態(tài).圖14A用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)檢測A549細(xì)胞對paclitaxel處理的反應(yīng).接種A549細(xì)胞到加工有電子傳感陣列(困1B)的微孔檢測器件(板)，并用DMSO或者paclitaxel在指示的時間用指示的濃度處理細(xì)胞.困14B顯示A549細(xì)胞對paclitaxe處理的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)的檢測結(jié)果.細(xì)胞用FACS分析細(xì)胞周期，或者用CFDA和Cy3-AimexinV處理，估計(jì)細(xì)胞的存活率.另外，細(xì)胞固定后用pahlloidin染色，檢查細(xì)胞形態(tài).并用配有CCD照相機(jī)的熒光顯微鏡拍攝細(xì)胞照片，觀察細(xì)胞的存活率和細(xì)胞形態(tài).困15是指示的細(xì)胞系經(jīng)化合物(15A:Doxorubicin;15B:Paclitaxel;15C:Olomoucine;15D:Tamoxifan)處理的IC50值的時間相關(guān)曲線.用本發(fā)明的細(xì)胞基底阻抗檢測系統(tǒng)，獲得細(xì)胞指數(shù)曲線.對于這樣的細(xì)胞指數(shù)曲線，每隔5個小時作一次分析，以得到IC50值.圖16A顯示HT29細(xì)胞在各種化合物處理之前和之后的細(xì)胞指數(shù)曲線.此困也是細(xì)胞指數(shù)理論上的指數(shù)增長曲線(用"對數(shù)增長模式"標(biāo)記)和細(xì)胞用DMSO溶媒對照處理的細(xì)胞指數(shù)曲線(用"HT29對照"標(biāo)記)。圖16B顯示從圖16A細(xì)胞指數(shù)曲線中獲得的細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)曲線。圖中還展示了基于圖16C定義的"黑白陰影圖"，各種黑白陰影用于顯示不同的細(xì)胞反應(yīng).困16C是表示CCI曲線所用圖形的定義。如果DT是細(xì)胞在培養(yǎng)基上指數(shù)增長兩倍所需的時間，那么CCI相對于0.7/DT有不同的值，表示細(xì)胞不同的變化狀態(tài)，如果CCI遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.7/DT(CCI曲線中用驟矩形表示)，細(xì)胞指數(shù)增長比預(yù)期的指數(shù)增長(或?qū)?shù)增長)快。如果CCI接近0.7/DT(CCI曲線中用驟矩形表示)，細(xì)胞指數(shù)與預(yù)期的指數(shù)增長有辨同的增長率.如果CCI比零大，但是比0.7/DT小(CCI曲線中用,矩形表示)，那么細(xì)胞指數(shù)的增長率比預(yù)期指數(shù)增長慢.如果CCI接近于零(CCI曲線中用^矩形表示)，那么細(xì)胞指數(shù)幾乎是一個穩(wěn)定偉,、如果cci是負(fù)值，那么細(xì)胞指數(shù)隨著時間變化而減小(cci曲線中用籙矩形表示L顯示細(xì)胞離開電極表面，去脫壁，4考改變它們的形態(tài).如果cci是負(fù)的且絕對值很大(cci曲線中用矩形表示)，那么隨著時間變化，細(xì)胞指數(shù)下降很快，顯示細(xì)胞失去與電極表面的貼附，或者改變它們的形態(tài)，去掉cci值中短暫的、快速的噪音，這樣，整體cci曲線用一個、兩個或三個黑白陰影矩形表示.圖17顯示每個被測細(xì)胞系中的細(xì)胞對指示的化療試刑的反應(yīng).對于每個細(xì)胞系和化合物，在某個IC50濃度下，用它們相應(yīng)的RT-CES系統(tǒng)(實(shí)時細(xì)胞電子檢測)檢測到的細(xì)胞反應(yīng)，來計(jì)算時間相關(guān)的細(xì)胞指數(shù)變化指數(shù)(CCI)(IC50與時間有關(guān)，我們使用加入藥物30個小時時的IC50濃度，或者最接近這個的濃度).根據(jù)困16C所示的定義，畫出與特定細(xì)胞反應(yīng)相關(guān)的特定CCI曲線，并將具有有相似作用機(jī)理的化合物的反應(yīng)畫成一組.DOX表示doxorubicin;5-F表示5-Fluorouracil;COL表示Colcemid;TAXOL表示paclitaxel;VIN表示vinblastin;OLOM表示Olomoucine;ROS表示Roscovitine',STAU表示Staurosporine;TAMO表示Tamoxifan;RIFA表示Rifampicin;ACEA-1表示艾森(ACEA)測試的一種化合物.困18細(xì)胞增殖的動態(tài)監(jiān)測.在艾森(ACEA)96孔電子檢測器件(板)上接種以下細(xì)胞HT1080纖維肉病細(xì)胞、H460肺癌細(xì)胞、HepG2肝癌細(xì)胞和NIH3T3小鼠纖維原細(xì)胞系，接種密度為每孔2500和10000個細(xì)胞.用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)，每隔30分鐘動態(tài)檢測細(xì)胞的貼附、伸展和增殖.圖19細(xì)胞-基底阻抗度重(在此，即指細(xì)胞指數(shù))和接種的細(xì)胞數(shù)的相互關(guān)系，以及細(xì)胞指數(shù)得到的細(xì)胞數(shù)與MTT分析得到的細(xì)胞數(shù)的比較.(A)接種NIH3T3細(xì)胞到本發(fā)明的檢測器件(板)中，細(xì)胞數(shù)目從每孔100個到10000個變化，檢測十個小時的細(xì)胞變化，獲得十個小時時的細(xì)胞指數(shù)，以作細(xì)胞指數(shù)與細(xì)胞數(shù)的關(guān)系圖.(B)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時用MTT分析法分析困19A中所描述的細(xì)胞，作590nm時的光密度值與細(xì)胞數(shù)的關(guān)系圖.圖20用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)動態(tài)檢測藥物與把細(xì)胞的相互作用.(A)在本發(fā)明的檢測器件(板)上以每孔10,000個細(xì)胞的密度接種A549細(xì)胞，并持續(xù)檢測細(xì)胞，直到24個小時，加入指示濃度的paclitaxel,(B)A549細(xì)胞用DMSO或者12.5nMpaclitaxel處理20小時后，用AnnexinV染色，用熒光顯微鏡觀察細(xì)胞，并用附帶的數(shù)碼相機(jī)拍攝細(xì)胞.困21用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測細(xì)胞周期停滯.在本發(fā)明的檢測器件(板)上以每孔10,000個細(xì)胞的密度接種A549細(xì)胞，并用RT-CES系統(tǒng)持續(xù)檢測細(xì)胞，細(xì)胞用下列方法之一處理(A)DMSO或者100pMOlo邁oucine處理；(B)A549細(xì)胞在組織培養(yǎng)皿上生長20個小時，用DMSO或者100pMOlomoucine處理.用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)儀來做細(xì)胞周期分析.困22用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)動態(tài)檢測細(xì)胞毒性化合物和靶細(xì)胞的作用.在本發(fā)明的檢測器件(板)上接種A549細(xì)胞，并用RT-CES系統(tǒng)持續(xù)檢測細(xì)胞.細(xì)胞用指示的最終濃度的(A)staurosporine、(B)Viblastine(長春堿)和(C)5-flourouracil(5象脲嘧啶)處理.發(fā)明的詳細(xì)閑述A.定義為了清楚地闡述，而不是為了做某種限制，本發(fā)明以下的詳細(xì)闡述將分為多個章節(jié).除非有另外的定義，在此使用的技術(shù)和科學(xué)詞匯都與本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的詞匯具有相同的意義.在此所提及的所有專利、論文、出版物都以參考文獻(xiàn)的形式被完整地結(jié)合到本發(fā)明申請中.如若在本章內(nèi)對詞匯的定義與參考文獻(xiàn)中的專利，論文、論文出版物或其他出版物中的詞義出現(xiàn)矛盾或不一致，則優(yōu)先以本章的定義為準(zhǔn).在此使用的"一個"指"至少一個"或"一個或更多".在此使用的"膜"，是指材料薄片.在此使用的"生物兼容性膜"指對細(xì)胞活性，貼附，伸展，運(yùn)動，生長，分裂等功能無毒無害的膜.當(dāng)含有活的，未受損害的，上皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞的懸浮液被加入器皿中，器皿的表面"適于細(xì)胞貼附"是指12小時內(nèi)有測量意義的一定比例的細(xì)胞貼附于器皿表面'優(yōu)選的是(Preferably),在12小時內(nèi)至少50%的細(xì)胞貼壁(貼附于器皿表面).更優(yōu)選的是(Morepreferably),—個適于細(xì)胞貼附的表面具有的表面性質(zhì)使得12小時內(nèi)(在細(xì)胞加入器皿后)，至少70%的細(xì)胞貼壁.或更加優(yōu)選的是，適于細(xì)胞貼附的表面性質(zhì)使得12小時內(nèi)使得至少90%細(xì)胞貼壁.最優(yōu)選的是，表面性質(zhì)使得8，6，4，2小時內(nèi)至少90%細(xì)胞貼壁.器皿表面為了達(dá)到所需的細(xì)胞貼附要求，表面須經(jīng)化學(xué)處理(如用酸和/或堿處理)和/或物理處理(如用血清處理)，和/或生物處理(如用一種或多種有利于細(xì)胞貼附的生物分子包被(coated).在此發(fā)明中，一個生物兼容的表面(例如膜)，優(yōu)選地，是適宜讓在檢測中所使用的細(xì)胞貼附.最優(yōu)選的是保證在檢測中，至少卯％的與生物兼容表面接觸的細(xì)胞可貼附于其上，"生物分子包被"(biomolecularcoating)是指在表面的分子包被，這些分子為天然生物分子或生物化學(xué)分子，或由天然生物分子或生物化學(xué)分子衍生(derived)而來的分子.例如，生物分子包被可包括胞外基質(zhì)成分(如纖連蛋白，膠原)，或其衍生物(derivative),也可包括生化分子，如多聚賴氨酸(polylysine)或多聚鳥氨酸(polyornithine)，它們是天然賴氨酸和天然鳥氨酸的多聚物.基于天然生化分子如氨基酸的多聚分子，可利用天然生化分子的異構(gòu)體和對映異構(gòu)體而構(gòu)成多聚分子."胞外細(xì)胞基質(zhì)成分"是指存在于動物中的細(xì)胞外基質(zhì)分子.它可以是來源于任意物種和任意組織類型的細(xì)胞外基質(zhì)成分.細(xì)胞外基質(zhì)的成分包括但不局限于層粘連蛋白(laminins),膠原(collagens)，纖連蛋白(fibronectins)，糖蛋白(glycoproteins),肽(peptides),糖胺聚糖(glycosaminoglycans),粘蛋白(proteoglycans)等，細(xì)胞外基質(zhì)成分還包括生長因子."電極"是指一種高導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)，它的導(dǎo)電率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于周圍物質(zhì)。在此所指的"電極結(jié)構(gòu)"(electrodestructure)是指單個電極，特別是一個具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電極(如一個螺旋型的電極結(jié)構(gòu))，或者是至少兩個電連通的電極部件的結(jié)合體.所有在一個"電極結(jié)構(gòu)"中的部件都是電連通的.在此所指的"電極部件"(electrodeelement)是指電極結(jié)構(gòu)中的單個構(gòu)造，例如，相互交錯電極結(jié)構(gòu)中的指狀突起結(jié)構(gòu).在此所指的"電極陣列"("electrodearray")或"電極結(jié)構(gòu)單元(electrodestructureunit)"是指兩個或多個電極結(jié)構(gòu)所形成具有一定尺寸和間隔的結(jié)構(gòu)，當(dāng)連接于信號源時，可作為一個單元在電極結(jié)構(gòu)周圍產(chǎn)生電場.本發(fā)明中優(yōu)選的電極結(jié)構(gòu)單元可測量當(dāng)細(xì)胞貼附在電極表面時的阻抗變化.電極結(jié)構(gòu)單元包括，但不局限于相互交錯電極結(jié)構(gòu)單元和同心圃電極結(jié)構(gòu)單元.電極總線(electricalbus)是電極的一個部分，連接于各個電極部件(electrodeelement)或電極子結(jié)構(gòu)，一條電極總線是由各個電極部件或各個電極子結(jié)構(gòu)通到另一個電極連接點(diǎn)的導(dǎo)電線路.在本發(fā)明的器件中，每個電極總線都連接于一個電極結(jié)構(gòu)的各個電極部件，是電極部件連接到"電傳導(dǎo)線"(electrodetraces)的導(dǎo)電通路，電傳導(dǎo)線會連結(jié)至連接盤(connectionpad)'"電傳導(dǎo)線"(electrodetraces或"electricallyconductivetraces"或"electricaltraces",)是指由電極或電極部件或電極結(jié)構(gòu)通向器件或裝置末端或周邊的一個導(dǎo)電通路，以將電極，電極部件或電極結(jié)構(gòu)與信號源連接起來.器件的末端或周邊可對應(yīng)于器件或裝置上的連接盤。"連接盤(connectionpad)"是本發(fā)明的器件或裝置上的一個區(qū)域，它電連接到至少一個電極或至少一個電極結(jié)構(gòu)所有電極部件上，并且可以在使用時被連接到外部的電路上(例如阻抗檢測電路或一個信號發(fā)生裝置).連接盤和阻抗檢測電路或信號發(fā)生裝置之間的電連接可以是直接或間接的，可通過任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電線路例如導(dǎo)線或金屬線來實(shí)現(xiàn)，這種導(dǎo)電線路也可以經(jīng)過器件或裝置上其他區(qū)域的電極或電傳導(dǎo)途徑來實(shí)現(xiàn)."相互交錯"(interdigitated)是指來源于一個方向的突起結(jié)構(gòu)與來自另一個方向的突起結(jié)構(gòu)相互錯開形成一種交疊手指狀的結(jié)構(gòu)(這樣電極部件之間不會相互接觸).在此提及的"接觸電極部件的可能性大"是指當(dāng)細(xì)胞被隨意的放到本發(fā)明的裝置或器件傳感器的任一位置，細(xì)胞接觸電極部件的可能性(概率)由在儀器內(nèi)放罝的細(xì)胞的平均直徑，電極部件的大小，電極部件的間隙大小計(jì)算而來，應(yīng)大于約50%，優(yōu)選的情況下應(yīng)大于約60%，更優(yōu)選的情況下應(yīng)大于約70%,甚至大于約80%，約90%,或約95%."在所述的基底上加工的至少兩個電極"是指至少兩個電極被加工或制作或生產(chǎn)在基底上.該至少兩個電極可以處于基底的同一面或基底的不同面.基底可以有多個層面，該至少兩個電極可以處于基底的同一層面或基底的不同層面上."在所述的基底上的同一面上加工的至少兩個電極"是指至少兩個電極被加工在基底的同一個面上."在所述的基底上的同一個層面上加工的至少兩個電極"是指，如果絕緣基底是多層的，那么至少有兩個電極被加工于基底的同一層面上."所述…電極(或電極結(jié)構(gòu))具有大致相同的表面積"是指任意兩電極的面積沒有很大的差別，從而，細(xì)胞在所述的一個電極(或電極結(jié)構(gòu))上貼附或生長引起的阻抗變化將與細(xì)胞在另一個電極(或電極結(jié)構(gòu))上貼附或生長引起的阻抗變化在總體的可檢測的阻抗變化中占有具有相同或相似分重.換句話說，當(dāng)電極(或電極結(jié)構(gòu))具有大致相同的表面積時，任一電極上的細(xì)胞貼附或生長都會引起總體的阻抗變化.一般說來，最大的電極和最小的電極間的面積比率小于10.優(yōu)選的是，最大的電極和最小的電極間的面積比率小于5，4,3，2，1.5，1.2或1.1.更優(yōu)選的是，所述的至少兩個電極有近于等同或等同的面積."所述的器件具有適宜細(xì)胞貼附或生長的表面"是指裝置上電極和/或非電極的區(qū)域具有合適的物理，化學(xué)或生物特性，感興趣的細(xì)胞可以貼附于該表面上，并且在細(xì)胞培養(yǎng)生長后，新生成的細(xì)胞可以繼續(xù)貼附在器件的表面上.然而，在器件或其表面包含細(xì)胞生存或生長必要的物質(zhì)不是非必須的條件.這些必須的物質(zhì)是指核苷酸或生長因子，可以由培養(yǎng)液中提供.更適合的是，當(dāng)活的，未受損傷的，上皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞懸液加入到"適宜于細(xì)胞貼附的表面"上時，12小時內(nèi)至少有50%的細(xì)胞貼附到表面上了.更加合適的是，一種適應(yīng)細(xì)胞貼附的表面具有表面性質(zhì)，12小時內(nèi)至少有70%的細(xì)胞貼附到表面上了(加入細(xì)胞到包括上述器件中的培養(yǎng)室或培養(yǎng)板算起).更加適應(yīng)的是，適宜細(xì)胞貼附表面的性質(zhì)將導(dǎo)致12小時內(nèi)至少有90%的細(xì)胞貼附到表面上.最適應(yīng)的是，適宜細(xì)胞貼附的表面將會使至少有90%的細(xì)胞在加入細(xì)胞后的8，6,4，2小時內(nèi)貼附到表面上.，"所述的電極間的可測量的阻抗變化"或"所述的電極結(jié)構(gòu)間的可測量的阻抗變化"是指當(dāng)分子結(jié)合反應(yīng)，在電極(或電極結(jié)構(gòu))表面發(fā)生時，將導(dǎo)致電極產(chǎn)生足夠大的阻抗變化，該阻抗變化可被阻抗分析儀或阻抗測重電路測得.阻抗變化指在電極表面上有分子結(jié)合反應(yīng)與沒有分子結(jié)合反應(yīng)時阻抗值之間的差別.或者，阻抗變化指當(dāng)有細(xì)胞在電極表面貼附時的阻抗和無細(xì)胞在電極表面貼附時的阻抗值之間的差別，或者是當(dāng)貼附到裝置上含有電極的表面的細(xì)胞數(shù)目、種類、活性、或形態(tài)發(fā)生變化時阻抗的變化.一般說來，阻抗改變超過0.1%即是可測量的.優(yōu)選的是，可測量的阻抗值變化超過1%，2%，5%，8%.更優(yōu)選的是，可測量的阻抗值變化超過10%.電極間的阻抗通常是所施加的電場頻率的函數(shù)."在電極之間可測量的阻抗變化"并不要求在所有頻率點(diǎn)有可測得的阻抗變化，而只須阻抗的變化在一個或多個頻率點(diǎn)可被測得.阻抗有兩個分量，分別稱為電阻和電抗(電抗可分成兩類，電容性電抗和電感性電抗)."在電極之間可測量的阻抗變化"僅要求電阻或電抗，在一個或多個頻率上，有一個可測量的變化.在本申請中，阻抗是電或電子阻抗.檢測這種阻抗的方法是，(1)在所述電極之間提供一種特定頻率的電壓(或多頻率，或具有特殊的電壓波形)，并且測重在特定頻率下通過上述電極的電流(或多頻率.或具有特殊的電壓波形)，將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗；(2)提供一種單頻率成分電流(或多頻率，或具有特殊的波形)通過上述的電極，測量在特定頻率下，上述電極之間的電壓，將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗值；(3)可以檢測或測定阻抗的其它方法.注意，在上述的"將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗"，"除以"用作于相同的頻率下的電流振幅值和電壓振幅值.測量這種阻抗是一種電子過程，它不需使用任何試劑."所述的至少兩個電極具有明顯不同的表面積"是指任何電極的表面積彼此之間都是不相同的，由此，在大電極上細(xì)胞貼附或生長造成的阻抗變化，與在小電極上細(xì)胞貼附(貼壁)或生長造成的阻抗變化，在總體上可測得的阻抗變化中所占有的分量是不同的.更優(yōu)選的是，在大電極上細(xì)胞貼附或生長造成的任何阻抗變化會明顯的小于小電極上細(xì)胞貼附或生長造成的阻抗變化.一般說，最大電極和最小電極的面積的比率大于io.優(yōu)選的是，最大電極和最小電極的面積的比率超過20，30，40，50或100."多組電極對或電極結(jié)構(gòu)對按照一個多孔微板上的孔位置進(jìn)行空間排列"是指器件或裝置上的多組電極對或電極結(jié)構(gòu)對，是依空間排列與多孔微板上的孔配對，由此，器件可以被插入到，結(jié)合到，或附著到多孔板(例如，一個無底的孔板)，以使得微孔板中的多孔將包括電極或電極結(jié)構(gòu)."按行列結(jié)構(gòu)排列"是指，就電連接來說，電極的位置，電極陣列的位置或一個可開關(guān)的電路位置是由一個行位置和一個列位置所確定的."每個孔都包含大致(大體上)一樣的數(shù)目…的細(xì)胞"是指孔中細(xì)胞數(shù)目的最少值至少為孔中細(xì)胞數(shù)目最高值的一半.優(yōu)選的是，孔中數(shù)目的最少值至少為細(xì)胞數(shù)目最高值的60%，70%,80%,90%,95%或99%.更為優(yōu)選的是，每孔都包含相同的細(xì)胞數(shù)量。"每個孔都包含同樣種類的細(xì)胞"是指，就特定的目的來說，每孔包含同樣種類的細(xì)胞，但不必要每孔包含完全同一種類細(xì)胞.例如，如果特定的目的是每孔包含同一種類的哺乳動物細(xì)胞，那么，一個孔可以包含相同種類的哺乳動物細(xì)胞，如人類細(xì)胞或不同種類的哺乳動物細(xì)胞如人類細(xì)胞，及其它非人類的哺乳動物細(xì)胞例如大鼠，羊或猴細(xì)胞等."每孔包含...一系列不同濃度的測試化合物"是指每孔包含的測試化合物的濃度是系列稀釋的，如一個以IO分之一比例稀釋的濃度為lM，0.1M，0.01M等."刑量反應(yīng)曲線(does-responsecurve)"是指細(xì)胞反應(yīng)對測試化合物濃度的依賴關(guān)系.細(xì)胞的反應(yīng)可以通過許多的參數(shù)進(jìn)行檢測.例如，測試化合物被懷疑具有細(xì)胞毒性，會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，那么，細(xì)胞在測試化合物處理后的反應(yīng)可以通過不存活(或存活)的細(xì)胞百分率來測得.作細(xì)胞存活(或不存活)百分率隨測試化合物劑量濃度的變化的圖線，建立刑量反應(yīng)曲線.在本專利申請中，細(xì)胞存活(或不存活)百分率可以用測重的阻抗值，或者由阻抗得到的細(xì)胞指數(shù)，或者細(xì)胞變化指數(shù)來表示.例如，對于給定的細(xì)胞類型，在特定的細(xì)胞生理?xiàng)l件下(比如，特定的細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì))，細(xì)胞指數(shù)顯示與一個孔中可存活的細(xì)胞數(shù)有線性或者正相關(guān)關(guān)系，細(xì)胞指數(shù)由阻抗得到.從而，在本申請中，我們可以將細(xì)胞指數(shù)作為被測化合物刑量濃度的函數(shù)，建立一條"劑量反應(yīng)曲線".注意到，一般情況下，細(xì)胞指數(shù)不僅與檢測孔中可存活細(xì)胞數(shù)有關(guān)，而且與細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞貼附有關(guān).所以，細(xì)胞指數(shù)與劑重濃度曲線提供的信息不僅僅是細(xì)胞數(shù)重，還包括它們的生理狀態(tài)(比如，細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞貼附).更進(jìn)一步，這個系統(tǒng)和檢測器件(板)提供的一個重要優(yōu)點(diǎn)是，在一個單獨(dú)的試驗(yàn)中，人們可以獲得多個時間點(diǎn)的"劑量反應(yīng)曲線"，因?yàn)檫@個系統(tǒng)允許對細(xì)胞進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，并且提供一個時間段內(nèi)多個時間點(diǎn)的阻抗值。這個時間段可以短到幾分鐘，也可以長到幾天或幾星期."電極沿著微通道的長軸所具有的長度要比所分析的顆粒的最大一維尺寸小得多"是指電極在沿著微通道的長軸方向上的長度，要小于所分析顆粒最大一維尺寸的90%.優(yōu)選的是，電極在沿著微通道的長軸方向上的長度要小于所分析顆粒的最大一維尺寸的80%,70%,60%，50%，40%，30%，20%，10%，5%,"微電極貫穿(span)微通道的整個高度"是指微電極至少貫穿微通道的整個高度的70%.更適合的是，微電極至少貫穿微通道的整個髙度的80%，90%,95%.更加適合的是，微電極至少貫穿微通道的整個髙度的100%."孔具有相當(dāng)于或稍大于所述微粒的孔徑"是指這個孔的孔徑應(yīng)至少等于微粒的大小，并且這個孔徑小于微粒大小的300%.這里孔徑和微粒的大小尺寸的測量僅限于一維數(shù)值."微電極條帶或電極條帶"是指一種絕緣基底條帶，在它上面有加工的電極或電極結(jié)構(gòu)單元.絕緣基底條帶包括但不局限于聚合物膜，玻璃，塑料薄片，陶瓷，絕緣體-在-半導(dǎo)體上，光纖玻璃(象那種用于制造印刷電路板的材料).電極結(jié)構(gòu)單元具有不同的幾何形狀，可以通過任意的微加工、微機(jī)械、或其他方法加工或制作在基底條帶上.電極幾何形狀包括但不局限于相互交錯的電極，"圃在線上"的電極，"菱形在線上"的電極，城堡式電極或正弦形電極.這些電極的幾何形狀的特征尺寸可以小到少于5微米，或少于10微米，到大到大于200微米，大于500微米，大于l毫米.電極幾何形狀的特征尺寸是指電極部件的最小寬度，或鄰近電極部件間的最小間隙，或電極幾何形狀上反復(fù)出現(xiàn)的一個特征尺寸，在本發(fā)明中，微電極條帶可以是任何幾何形狀的.其中一個例子是矩形，條帶的寬度在小于50微米到大于10毫米之間，條帶的長度在小于60微米到大于15毫米之間.例如，一種電極條帶可以具有200徵米寬，20毫米長的幾何困形.一個單一的微電極條帶可以具有兩個電極作為一個測量單元，或多個這種電極組作為多個測量單元.在一個實(shí)例中，當(dāng)多個電極結(jié)構(gòu)單元被加工在一個單一的微電極條帶上，這些電極結(jié)構(gòu)單元是沿著條帶的長方向定位的.電極結(jié)構(gòu)單元可以是正方形，矩形，或圃形.每個電極結(jié)構(gòu)單元可能具有的尺寸從小于50umX50um(微米)，到大于2mmX2mm(毫米)."樣本"是指可用本發(fā)明所述的裝置，微孔板或方法進(jìn)行分離、操作、測量、定量、檢測分析的任何物質(zhì).樣本可為生物樣本，如生物體液或組織，生物體液包括尿，血，血漿，血清，唾液，精液，糞便，腦脊液，淚液，粘液，羊膜液或類似物.生物組織是細(xì)胞的聚集體，通常是指在人體，動物，植物，細(xì)菌，真菌或病毒中一類共同結(jié)構(gòu)的細(xì)胞及細(xì)胞間物質(zhì)的總稱，包括結(jié)締組織，上皮組織，肌肉組織，和神經(jīng)組織.生物組織也包括器官，肺瘤，淋巴結(jié)，動脈，和羊個細(xì)胞.生物樣本也可進(jìn)一步包括細(xì)胞懸液，包含生物分子的溶液(如蛋白質(zhì)，醉，核酸，碳水化合物，結(jié)合到和生物分子的化學(xué)分子)."液體樣本"為天然以液體形態(tài)存在的樣本，如生物體液."液體樣本"也可指天然以非液體狀態(tài)，即固體或氣體存在的樣本，但被制成含固體或氣體物質(zhì)的液體溶液或懸浮液.如，液體樣本可為含生物組織的液體，溶液，或懸浮液."被測化合物"是任意一種在任意一次分析中，對細(xì)胞的直接或間接作用的被研究的化合物.一種被測化合物可以是任何化合物，包括但不局限于小分子、大分子、復(fù)合分子、有機(jī)分子、無機(jī)分子、生物分子(例如，但不局限于，脂質(zhì)、類固醇、碳水化合物、脂肪酸、氛基酸、肽、蛋白質(zhì)、核酸，或者這些物質(zhì)的任意結(jié)合等)等.一種被測化合物可以是合成化合物、天然化合物、天然化合物衍生物等.被測化合物的結(jié)構(gòu)可以是已知的也可以是未知的."已知化合物"是至少有一種活性已知的化合物.在本發(fā)明中，已知化合物優(yōu)選的是一種或多種對細(xì)胞的直接或間接的作用已知的化合物.更優(yōu)選的是已知化合物的結(jié)構(gòu)是已知的，但并不要求如此.更優(yōu)逸的是，已知化合物對細(xì)胞的作用機(jī)理已知.比如(但不局限于這些例子)已知化合物對細(xì)胞的作用可以是影響細(xì)胞存活率、細(xì)胞粘附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞周期、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞激活或抑制、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞質(zhì)量、細(xì)胞周期等等."阻抗值"是一個孔中有細(xì)胞或沒有細(xì)胞時，電極測得的阻抗.阻抗通常是頻率的函數(shù)，比如阻抗值依賴于測量阻抗值的頻率.在本申請中，阻抗值指用單個或多個頻率測得的阻抗。更進(jìn)一步，阻抗有兩個部分，電阻和電抗.本發(fā)明中的阻抗值指電阻部分、電抗部分、或者兩者都是.所以，測量或者監(jiān)測"阻抗值"時，我們指測量或者監(jiān)測電阻、電抗、或者兩者都是.在本申請的很多方法例子中，阻抗值也可以用由原始測得的阻抗數(shù)據(jù)導(dǎo)出的參數(shù)表示.比如，細(xì)胞指數(shù)，或者歸一化細(xì)胞指數(shù)，或者厶細(xì)胞指數(shù)，可以用來表示阻抗."細(xì)胞指數(shù)"或"CI"可以從測得的阻抗值獲得，并可以用來反映阻抗值的變化.獲得或計(jì)算細(xì)胞指數(shù)的方法很多.在給定時間點(diǎn)的"歸一化細(xì)胞指數(shù)"通過將給定時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)除以參考時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)計(jì)算得到.所以參考時間點(diǎn)的歸一化細(xì)胞指數(shù)為l。給定時間點(diǎn)的"A細(xì)胞指數(shù)"通過將給定時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)減去標(biāo)準(zhǔn)時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)得到.所以，厶細(xì)胞指數(shù)是細(xì)胞指數(shù)從初始時間(標(biāo)準(zhǔn)時間點(diǎn))到測重時間的絕對改變量。"細(xì)胞變化指數(shù)"或者"CCI"是由細(xì)胞指數(shù)導(dǎo)出的參數(shù).某個時間點(diǎn)的"CCI"等于細(xì)胞指數(shù)對時間的一階導(dǎo)數(shù)除以該時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù).換句話說，CCI可以由此計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage37</formula>B.檢測細(xì)胞-基底阻抗的器件和系統(tǒng)檢測細(xì)胞-基底阻抗的器件本發(fā)明用于測量細(xì)胞-基底阻抗的器件包括一個絕緣的基底；加工于基底上的兩個或多個電極陣列，兩個或多個電極陣列中的每個電極陣列包括兩個電極結(jié)構(gòu)；以及至少兩個連接盤，每個連接盤位于基底的一個邊緣.器件的各個電極陣列在整個陣列上有近似均勻的電阻.器件的基底有適合于細(xì)胞貼附和生長的表面；細(xì)胞在所述基底上的貼附和生長可引起各個電極陣列上的電極結(jié)構(gòu)間的可測量的阻抗改變.電極陣列是兩個或多個電極結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的，電極結(jié)構(gòu)有它們自己的大小和間距，當(dāng)電極陣列連接于一個信號源時，能作為一個單元在電極結(jié)構(gòu)周圍區(qū)域產(chǎn)生電場.一個電極結(jié)構(gòu)指一個單個電極，尤其是單個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電極.(例如，一個電極結(jié)構(gòu)可包括兩個或多個電連接的電極部件.)在本發(fā)明的器件中，每個電極結(jié)構(gòu)包括多個電極部件，或亞結(jié)構(gòu).在本發(fā)明的優(yōu)選例中，器件的兩個或多個電極陣列的每個電極陣列包括表面積大致相同的兩個電極結(jié)構(gòu).在本發(fā)明的優(yōu)選例中，器件的兩個或多個電極陣列的每個陣列包括兩個電極結(jié)構(gòu)，每個電極結(jié)構(gòu)包括多個電極部件.每個電極陣列的兩個電極結(jié)構(gòu)連接于位于基底邊緣的羊獨(dú)的連接盤.這樣，在本發(fā)明的器件中，器件的所有的兩個或多個電極陣列中的任一個陣列，兩個電極結(jié)構(gòu)的笫一個連接于兩個或多個連接盤中的一個，兩個電極結(jié)構(gòu)中的笫二個連接于兩個或多個連接盤中的另一個。更優(yōu)選的，器件的各個陣列是可單個選通的，意指電傳導(dǎo)線和陣列的連接盤的布置可使當(dāng)電極陣列與阻抗分析儀連接時，通過開關(guān)的控制(如電子開關(guān))，可使得測量電壓在一個給定時間點(diǎn)僅施加到單個電極陣列.器件的各個電極陣列的電阻在整個電極陣列上的分布是近似均勻的。陣列中均勻電阻分布是指當(dāng)測量電壓被加到電極陣列的電極結(jié)構(gòu)上時，位于電極陣列的任一位置的電阻與該電極陣列的另一位置的電阻是近似相同的.優(yōu)選的，在一個器件陣列的笫一個位置的電阻和同一陣列的第二個位置的電阻阻值相差不超過30%.更優(yōu)選的，在一個器件陣列的第一個位置的電阻和同一陣列的笫二個位置的電阻阻值相差不超過15%.更優(yōu)選的，在器件陣列的笫一個位置的電阻和同一陣列的第二個位置的電阻阻值相差不超過5%.更優(yōu)選的，在一個器件陣列的第一個位置的電阻和同一陣列的第二個位置的電阻阻值相差不超過2%.本發(fā)明器件上的電極部件、電極陣列上電極總線和電極間的間隙的優(yōu)選的放置方法是，使所有細(xì)胞，無論細(xì)胞位于何處，貼附在電極表面的哪個位置，它所引起的阻抗改變是相同的.這樣，要求當(dāng)測量電壓加于電極陣列時，器件上的任一個陣列的任意兩個位置的電場強(qiáng)度是近似的.在陣列的任意位置，電場強(qiáng)度與陣列的第一個電極結(jié)構(gòu)最近點(diǎn)和陣列的笫二電極結(jié)構(gòu)最近點(diǎn)之間的電勢差有關(guān).因此要求對一個電極陣列來說，經(jīng)過電極部件和電極總線的電勢差是相似的.基于這個要求，優(yōu)選的是在整個陣列上電阻分布是近似均勻的.在一個感興趣的位置的電極電阻等于在笫一個電極結(jié)構(gòu)最近點(diǎn)(指位于第一個電極結(jié)構(gòu)上的一點(diǎn)，它與感興趣的位置最近)和連接到第一個電極結(jié)構(gòu)的連接盤之間的電阻，加上在第二個電極結(jié)構(gòu)最近點(diǎn)和連接到第二個電極結(jié)構(gòu)的連接盤之間的電阻.本發(fā)明的器件設(shè)計(jì)為器件的陣列具有近似均勾分布的電阻.當(dāng)電極結(jié)構(gòu)和電極總線有特定的間隔和尺寸(長度，寬度，厚度，和幾何形狀)時，在陣列的任一位置的電阻和另一位置的電阻相同.在多數(shù)實(shí)例中，一個陣列中的電極部件(或電極結(jié)構(gòu))有相同的厚度和寬度，一個陣列中的電極總線有相同的厚度和寬度，由一個陣列導(dǎo)出至一個連接盤的電傳導(dǎo)線有相同的厚度和寬度.這樣，在這些優(yōu)選例中，電極陣列的設(shè)計(jì)是通過電極部件或結(jié)構(gòu)的長度和幾何形狀，通過電傳導(dǎo)線的長度和幾何形狀，通過電極總線的長度和幾何形狀，使得在陣列中的電阻分布是均勻的.在一些細(xì)胞-基底阻抗檢測器件的優(yōu)選例中，電極結(jié)構(gòu)包括多電極部件，每個電極部件直接連接于電極總線.第一個電極結(jié)構(gòu)的電極部件連接于笫一個電極總線，笫二個電極結(jié)構(gòu)的電極部件連接于第二個電極總線.在這些實(shí)例中，兩個電極總線分別經(jīng)電傳導(dǎo)線連接于連接盤.盡管電傳導(dǎo)線參與了陣列在一個位置的電阻，但是對于陣列的任何兩個位置，從第一個電極總線到第一個連接盤的電傳導(dǎo)線是相同的，而且從第二個電極總線到笫二個連接盤的電傳導(dǎo)線是相同的.這樣一來，在這個優(yōu)選例中，電傳導(dǎo)線的電阻在設(shè)計(jì)電阻分布均勻的電極陣列時無需計(jì)算在內(nèi).在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)例中，用于細(xì)胞-基底阻抗測量的器件，有兩個或多個電極陣列共用一個連接盤.優(yōu)選的是，器件的至少一個電極陣列上的一個電極結(jié)構(gòu)連接于連接盤，同時連接于器件的至少另一個電極陣列上的一個電極結(jié)構(gòu).更優(yōu)的是，器件的至少兩個電極陣列，其中每個電極陣列有一個電極結(jié)構(gòu)經(jīng)連接盤連接于至少另一個電極陣列的一個電極結(jié)構(gòu)，而每個電極陣列有另一個電極結(jié)構(gòu)連接于連接盤但不連接于器件的其他電極陣列或電極結(jié)構(gòu).這樣在器件的優(yōu)選設(shè)計(jì)中，至少兩個電極陣列中的每個電極陣列有一個電極結(jié)構(gòu)連接于共用連接盤，而另一個電板結(jié)構(gòu)連接于一個獨(dú)立的連接盤.在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)例中，一個電極陣列的每個電極結(jié)構(gòu)與一個電極總線相連，而電極總線經(jīng)電傳導(dǎo)線連接于器件上的兩個或多個連接盤中的一個連接盤.在一個優(yōu)選例中，兩個電極結(jié)構(gòu)中的每個都連于一個電極總線，這樣，每個電極陣列連于兩個電極總線，每個連于一個電極結(jié)構(gòu).在這樣的設(shè)計(jì)中，兩個電極總線的每一個連接于基底上分開的連接盤.連接于總線的電傳導(dǎo)線可由任何導(dǎo)電材料制成.電傳導(dǎo)線可處于基底的表面，也可有選擇性地被絕緣層瘦蓋.另一方面，電傳導(dǎo)線也可放置于基底上的另一個層面.阻抗測量器件(裝置)上電傳導(dǎo)線的安排和設(shè)計(jì)發(fā)表于US專利申請?zhí)枮?0/705,447，在此將該專利申請中說明基底上電傳導(dǎo)線的安排，放置和設(shè)計(jì)的內(nèi)容以參考文獻(xiàn)的方式整合到本專利申請中.合適的電子連接是指諸如安裝在基底上和印刷線路板連接盤上的金屬夾，可用于連接器件上的連接盤和外部電路(例如阻抗測量儀)之間的通路.細(xì)胞-阻抗檢測器件(裝置)的設(shè)計(jì)和裝配制造方法的詳細(xì)描述見U.S.專利申請10/705,447，在此將其中關(guān)于帶有電極陣列的阻抗器件的設(shè)計(jì)、特性、和制造專利的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.優(yōu)選的絕緣底板是平整或近似平整的.可做底板的物質(zhì)包括但不限制于二氣化硅在硅上，硅-在絕緣晶片(SOI)上，玻璃(如石英玻璃，鉛玻璃或硼酸鹽玻璃)，藍(lán)寶石，陶瓷，聚合體，塑料，如聚酰亞胺(如Kapton，DuPon提供的聚酰亞胺薄膜)，聚苯乙烯，聚碳酸脂，氯化聚乙烯，聚脂，聚丙烯和尿素樹脂.優(yōu)選的是，基底和基底的表面將不干擾發(fā)生在基底表面的分子結(jié)合反應(yīng).對于細(xì)胞-基底阻抗檢測，絕緣基底的任何暴露于細(xì)胞的表面，在優(yōu)選的情況下是生物兼容的.生物不兼容的基底材料可以通過覆蓋其他材料，例如聚合體或生物分子包被層，變成生物兼容的.基底的全部表面或部分表面可被化學(xué)處理，包括但不限制于，在表面上修飾使其帶有功能團(tuán)，或極性或疏水功能團(tuán).可用在本發(fā)明器件的阻抗測量中的一些電極陣列已被詳細(xì)描述于美國專利申請10/705,447中.在此將其中所有有關(guān)電極陣列(或結(jié)構(gòu)單位)、電極結(jié)構(gòu)、電極物質(zhì)、電極形狀、和電極在基底上的制作方法的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.優(yōu)選的本發(fā)明器件中的電極陣列包括帶有兩個電極結(jié)構(gòu)的陣列，例如，螺旋型的電極陣列和相互交錯電極陣列.在本發(fā)明的一些優(yōu)選例中，電極陣列加工在基底上，陣列包括兩個電極結(jié)構(gòu)，每個電極結(jié)構(gòu)包括多個圃在線上(circle-on-line)電極部件，其上一個電極結(jié)構(gòu)的電極部件與對側(cè)的電極結(jié)構(gòu)的電極部件輪流出現(xiàn).優(yōu)選的是，本發(fā)明器件中的電極陣列的電極部件(或電極結(jié)構(gòu))有大致相同的寬度.優(yōu)選的電極部件或電極結(jié)構(gòu)的寬度大于30微米，更優(yōu)選的寬度在50到300微米之間，更優(yōu)選的寬度約為90微米.優(yōu)選的是，本發(fā)明器件中的電極陣列的電極部件(或電極結(jié)構(gòu))大致均勻地分布開的.優(yōu)選的是，陣列的電極部件(或電極結(jié)構(gòu))之間間隙小于50微米，更優(yōu)選的是在5到30微米之間，更優(yōu)選的是間距為20微米.本發(fā)明器件包括一個或多個不漏液的液體容器.這種容器可以是可逆地或不可逆地結(jié)合到，或構(gòu)成在，基底或基底的一部分上(例如，形成微滴定孔板的孔).在另一例中，本發(fā)明器件包括的微電極條帶是可逆地或不可逆地結(jié)合到塑料殼架上，該殼架具有與位于微電子條帶上的電極結(jié)構(gòu)單元相對應(yīng)的開口.合適的液體容器材料包括塑料，玻璃，或塑料覆蓋的材料(例如陶瓷，玻璃或金屬等)。包含有液體容器的器件的詳細(xì)描述見美國專利申請10/705,447，在此將其中關(guān)于液體容器和液體容器結(jié)構(gòu)結(jié)合阻抗測量用的帶有電極的基底上，包括其形狀、設(shè)計(jì)、位置和制作方法的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.在一個優(yōu)逸例中，位于本發(fā)明器件基底上的每個電極陣列都與一個不漏液的容器相連.優(yōu)選的，本發(fā)明的器件被組裝到一個無底的，多孔的且可密封的塑料板.器件如此組裝之后，基底上單個陣列位于一個容器或孔的底面.更優(yōu)的是，器件的每個陣列連接于多孔板的一個孔上.在一些優(yōu)選例中，用于細(xì)胞-基底測量的多孔器件帶有"無陣列"孔，它們也貼附于基底但孔內(nèi)不帶有電極陣列.這樣的孔可有選擇性地用于進(jìn)行非基于阻抗的檢測，如用于顯微鏡下細(xì)胞的觀察.關(guān)于多孔阻抗測量器件的設(shè)計(jì)和組裝的描述見美國專利申請10/705,447和美國專利申請?zhí)?0/987,732.在此將其中關(guān)于多孔阻抗測量器件，包括其設(shè)計(jì)、位置和制造方法的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.本發(fā)明的器件介于2孔至1536孔，優(yōu)選的是介于4孔到384孔.更優(yōu)選的是，介于16孔到96孔.所有的孔或少于所有的孔上有電極陣列.在一些優(yōu)選實(shí)例中，市場出售的組織培養(yǎng)板可用于本發(fā)明的器件，亦可定制所需形狀的無底板.優(yōu)選的是，孔徑在1厘米到20厘米之間，更優(yōu)的是，孔底(與基底相接觸面)的孔徑在2厘米到8厘米之間.孔可有上下均一的直徑，也可為錐形，錐底面朝向基底，使孔連接于基底的孔徑小于另一頭的孔徑.使用方法本發(fā)明也提供了用本發(fā)明的帶有電極陣列及其上液體容器的器件進(jìn)行細(xì)胞-基底阻抗測量的方法.這個方法包括提供本發(fā)明的帶有在電極陣列及其上液體容器的器件，連接一個阻抗測量儀到本發(fā)明的器件上，在器件的液體容器中加入細(xì)胞，以及測重在器件上的一個或多個電極陣列上的阻抗.使用阻抗測重器件進(jìn)行細(xì)胞檢測的方法見美國專利號申請10/987,732和美國專利號申請10/705,447，在此將其中關(guān)于使用阻抗測量器件測量方法的描述，以及其中的D和E章節(jié)以參考文獻(xiàn)的方式整合到本專利申請中.細(xì)胞-阻抗測量系統(tǒng)另一方面，本發(fā)明的一個細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)包括A)至少一個多孔的細(xì)胞-基底阻抗測量器件，其上至少兩個孔的孔底有電極陣列；B)—個連接到多孔細(xì)胞-基底阻抗測量器件的阻抗分析儀；C)一個器件檢測臺(器件工作臺)，能與一個或多個多孔器件相連，并包括可選擇并連接多孔中任一孔的電極陣列到阻抗分析儀的電子線路；D)—個連接到器件檢測臺和阻抗分析儀的軟件系統(tǒng)，用于控制器件檢測臺和阻抗分析儀，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析.在本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測重系統(tǒng)中，阻抗分析儀連接于一個或多個多孔板的連接盤，以測量阻抗.在上述系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)例中，阻抗分析儀能夠測量0.1ohm到10Sohm之間，頻率范圍為1Hz到1MHz之間的阻抗.阻抗分析儀最好能夠測量阻抗的電阻分量和電抗分量(容性電抗和感性電抗).在上述系統(tǒng)的一個優(yōu)選例子中，阻抗分析儀能夠測量O.lohm到103ohm之間，頻率范圍為100Hz到100kHz的阻抗，細(xì)胞基底測量系統(tǒng)可以有效地同時用于多種分析，它通過以下過程實(shí)現(xiàn)，器件檢測臺電路可數(shù)字化地從記錄測得的一個孔的阻抗轉(zhuǎn)換到測重另一個孔的阻抗.在上述系統(tǒng)的一個實(shí)例中，軟件控制下的系統(tǒng)能夠在少于十秒的時間內(nèi)完成單個孔的單個頻率的阻抗測量.在另一個實(shí)例中，系統(tǒng)一次性完成單個孔單個頻率的阻抗測量的平均時間少于一秒，本發(fā)明系統(tǒng)中的一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測量器件，可以是滿足下列條件的任何多孔細(xì)胞基底阻抗測量器件，其上多孔中至少有兩孔的孔底有一個電極陣列，且多孔中至少兩個孔有可獨(dú)立選通連接(到阻抗分析儀)的電極陣列.在上述系統(tǒng)的一個例子中，多孔器件以專門的徵滴定板的形式出現(xiàn)，徵滴定板的孔底整合有徵電子傳感器陣列.本發(fā)明系統(tǒng)所用的器件，當(dāng)其連接于阻抗分析儀，可測量因細(xì)胞狀態(tài)不同而引起的阻抗變化.例如，此細(xì)胞-基底阻抗測量器件可測量細(xì)胞貼附于電極陣列時的阻抗，和無細(xì)胞貼附于電極陣列時的阻抗之間差別，也可測量因不同數(shù)量、類型、活性、貼附性，或不同形態(tài)的細(xì)胞貼附于電極表面時的阻抗變化.可成為細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)的一個部分的優(yōu)選的器件，可以是在美國專利申請10/705,447和美國專利申請10/987,732所描述的器件.在此將其中包括電極陣列的器件的描述，包括其設(shè)計(jì)、成分、制造的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請.可成為細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)的優(yōu)選器件也可以是本申請描述的器件.優(yōu)選的是，本發(fā)明系統(tǒng)的多孔器件包括4-1536孔，其中部分或全部的孔可帶有電極陣列.在一些優(yōu)選例中，器件檢測臺可包括一個或多個平臺或一個或多個槽以便放置一個或多個多孔器件.這些平臺或槽可包括插座、針或其它用于器件和器件檢測臺間電子連接的電子器件.它可連接置于細(xì)胞培養(yǎng)箱外的阻抗分析儀和計(jì)算機(jī)，器件檢測臺(器件工作臺)包括連接測童阻抗器件到阻抗分析儀的的電路電子開關(guān).電子開關(guān)可接通或斷開與多孔器件上的兩個或多個電極陣列的連接.器件檢測臺上的電子開關(guān)由軟件系統(tǒng)控制.軟件系統(tǒng)控制器件檢測臺陣列與阻抗分析儀的連接并檢測一個或多個電極陣列的阻抗.在阻抗測重中，阻抗分析儀可在一個或多個頻率下檢測阻抗.優(yōu)選的是，在一個實(shí)驗(yàn)分析中檢測多于一個時間點(diǎn)的阻抗.更優(yōu)選的是，檢測超過3個時間點(diǎn)的阻抗.器件檢測臺可連接于器件的單個陣列到阻抗分析儀，以檢測在一個時間點(diǎn)的，器件上的一個、多個或所有陣列的阻抗.對一個所需的檢測時間點(diǎn)，器件檢測臺(器件工作臺)的開關(guān)可使被選擇的陣列得到快速測量.事實(shí)上每個檢測的時間點(diǎn)是一個很短的測童時間段(例如少于l秒或l分鐘)，在此期間進(jìn)行阻抗測量.在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)例中，器件檢測臺軟件可程序控制在任何選定的時間間隔上測量器件上每一個帶有陣列的孔的阻抗。阻抗測量系統(tǒng)軟件也可儲存和顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可顯示在屏幕上或打印出來，可兩者兼有.優(yōu)選的是，軟件可允許輸入和顯示試驗(yàn)參數(shù)，例如包括細(xì)胞種類，化合物濃度，檢測時間間隔等信息。優(yōu)選的是，軟件可分析阻抗數(shù)據(jù).在一個優(yōu)選例中，軟件可在一個或多個時間點(diǎn)計(jì)算多孔器件的一個或多個孔中的細(xì)胞指數(shù).在一些優(yōu)選例子中，軟件可以通過多孔板的一個或多個孔的阻抗來計(jì)算細(xì)胞變化指數(shù)(CCI).更優(yōu)的，軟件可以將阻抗數(shù)據(jù)和阻抗值作困，比如(但不局限于)，CI或者CCI,相對于時間作困.軟件也可以做其他分析，比如通過CI計(jì)算細(xì)胞數(shù)；基于阻抗數(shù)據(jù)產(chǎn)生刑量反應(yīng)曲線；基于阻抗值計(jì)算IC值；或基于阻抗或阻抗曲線計(jì)算細(xì)胞生長或行為的動力學(xué)參數(shù).阻抗監(jiān)測系統(tǒng)的軟件也可以儲存和顯示數(shù)據(jù)分析，比如計(jì)算阻抗值和動力學(xué)參數(shù)，數(shù)據(jù)可以顯示在一個屏幕上，或者打印出來，或者兩者都是.C.計(jì)算細(xì)胞指數(shù)(CI)和細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)的方法劍措炎基于測得阻抗，細(xì)胞數(shù)目(更確切的說，活細(xì)胞數(shù)目，或貼附細(xì)胞數(shù)目)和細(xì)胞貼附狀態(tài)之間的互相依賴關(guān)系，可由測得的阻抗頻謙推得一種稱做"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"(cellnumberindex)或"細(xì)胞指數(shù)"的參數(shù)，以定量和比較本發(fā)明的基于阻抗測量方法中的細(xì)胞的狀態(tài).在本發(fā)明一些應(yīng)用中，本申請的"細(xì)胞指數(shù)"(cellindex)和以下專利申請中的細(xì)胞數(shù)目指數(shù)(cellnumberindex)含義相同PCT專利申請PCT/US03/22557(于2003年7月18日遞交)，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"；美國專利申請10〃05，447(于2003年11月10日遞交)，趙為"基于阻抗的檢測裝置和方法"(專利代理人編號為ACE-OOIOI,P丄1-US);美國專利申請10/987，732(于2004年11月12日遞交).在此將在美國專利申請10/705，447和PCT專利申請PCT/US03/22557中關(guān)于細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的討論和描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.不同的方法可用于計(jì)算這種細(xì)胞指數(shù).此處描迷的某些方法是新的.本發(fā)明提供了幾種計(jì)算細(xì)胞指數(shù)的方法，這些方法適于細(xì)胞貼附在一個細(xì)胞-基底阻抗器件的兩個或多個基本相同的電極陣列上，以用于檢測細(xì)胞引起的阻抗變化.在本發(fā)明的優(yōu)選例中，這些方法可以比以往的計(jì)算(在一個細(xì)胞-基底阻抗器件上的細(xì)胞的)細(xì)胞指數(shù)的方法提供更好精度的細(xì)胞指數(shù).在一些優(yōu)選的方法中，計(jì)算細(xì)胞指數(shù)的方法依賴于一種計(jì)算從兩個或多個基本相同的陣列引出的電傳導(dǎo)電阻的新型方法.因此，本發(fā)明也包括了一種計(jì)算方法，可用于計(jì)算一個基底上的兩個或多個基本相同陣列的電傳導(dǎo)線的電阻.基本相同的電極陣列或基本相同的陣列指的是所指陣列上的電極尺寸及布置，電極結(jié)構(gòu)、電極部件都有是相同的.所以，兩個基本相同的電極陣列將有相同尺寸的電極結(jié)構(gòu)(長、寬、厚度)，電極結(jié)構(gòu)將有相同數(shù)目的電極部件.每個陣列上電極部件和電極結(jié)構(gòu)的布置是相同的.這里的"布置"是指結(jié)構(gòu)或部件間的距離(間隔寬度)，它們相互間物理位置，它們的幾何形狀(角度、彎曲度、園在線上或城堡式的形狀等)，也包括連接于電極結(jié)構(gòu)或電極部件的任何電極總線的特征等，基本相同陣列的電極也包含相同的材料.就計(jì)算電傳導(dǎo)線電阻或細(xì)胞指數(shù)而言，一基底上可以有任意數(shù)目的基本相同陣列.以下的討論提供了嶄新方法，可計(jì)算貼附在一個細(xì)胞-基底阻抗檢測器件上陣列的細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù)，也提供了嶄新方法用于計(jì)算從一個細(xì)胞-基底檢測器件的兩個或多個電極陣列上引出的電傳導(dǎo)線的電阻.阻抗(Z)由兩個成分組成，即阻抗Rs和電抗Xs.在數(shù)學(xué)上，阻抗Z表示如下，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage46</formula>(2)在此，y=V^T，指串聯(lián)電抗成分Xs加在其上的電壓與通過的電流有卯度相差，對于串聯(lián)電阻，加在其上電壓與通過的電流具有相同的相位.作為在電子學(xué)和電子工程學(xué)中的通用原理，阻抗也可如下由并聯(lián)阻抗Rp和并聯(lián)阻抗Xp來表示，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage46</formula>(3)在此，y=V^T,然而，這些表達(dá)式(串聯(lián)電阻和串聯(lián)電抗，或并聯(lián)電阻和并聯(lián)電抗)是等價的。那些對電子或電力工程學(xué)熟悉的人可以容易地從一種表達(dá)式的參數(shù)指推導(dǎo)出另一種表達(dá)式.為了表達(dá)清楚性與一致性，在本發(fā)明中的描述和討論使用串聯(lián)電阻和串聯(lián)電抗表達(dá)式.串聯(lián)電阻和串聯(lián)電抗簡稱為電阻和電抗.如美國專利申請10/705，447(于2003年11月IO日遞交)，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"和PCT專利申請PCT/US03/22557，趙為"基于阻抗的檢測裝置和方法"(于2003年7月18日遞交)中所描述，檢測細(xì)胞基底阻抗時可在適合的頻率范圍測量阻抗的改變.在此將該兩專利申請關(guān)于細(xì)胞-基底阻抗檢測以及在任意合適的頻率范閨測量阻抗以檢測阻抗變化的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本專利申請中。例如，可在頻率范圍介于lHz至lOOMHz之間測量和阻抗.在另一例中，可在頻率范圍介于100Hz至2MHz之間測量和阻抗.阻抗是頻率的函數(shù)，即阻抗值隨頻率值變化.細(xì)胞-基底阻抗檢測既可在單個頻率也可在多個頻率下測量.如果在多頻率下進(jìn)行阻抗測量，即可獲得一個頻率相關(guān)的阻抗頻譜，即在每個頻率點(diǎn)獲得一個阻抗值.如上所述，阻抗由兩部分構(gòu)成，電阻和電抗.無論電阻或電抗值改變或兩者都改變，都會引起阻抗的變化.美國專利申請10/705，447(于2003年11月10日遞交)，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"和PCT專利申請?zhí)朠CT/US03/22557，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"(于2003年7月18日遞交)中揭示了測量阻抗的方法.在此將該兩個專利申請以參考文獻(xiàn)的方式整合到本專利申請中.檢測這種阻抗的方法是，(1)在所述電極之間提供一種特定頻率的電壓(或多頻率，或具有特殊的電壓波形)，并且測量在特定頻率下通過上述電極的電流(或多頻率.或具有特殊的電壓波形)，將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗；(2)提供一種單頻率成分電流(或多頻率，或具有特殊的波形)通過上述的電極，測量在特定頻率下，上述電極之間的電壓，將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗值；(3)可以檢測或測定阻抗的其它方法.注意，在上述的"將電壓振幅值除以電流振幅值來獲得阻抗"，"除以"的是相同的頻率下的電流振幅值和電壓振幅值，如那些對電子或電力工程學(xué)熟悉的人所知，在這個計(jì)算中(即上述的除法)，電流振幅和電壓振幅表達(dá)為復(fù)數(shù)，復(fù)數(shù)的表達(dá)可考慮電壓和電流值大小，以及電流和電壓正弦波形的相差.相似的，阻抗值也由復(fù)數(shù)表達(dá)式來表達(dá)，包括如上述方程式中所示電阻和電抗成分.如美國專利申請為10/705，447(于2003年11月10日遞交)題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"和PCT專利號為PCT/US03/22557(于2003年7月18日遞交)，趙為"基于阻抗的檢測裝置和方法"所描述，細(xì)胞-基底阻抗的測重可用于計(jì)算細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的參數(shù)，在此將兩專利申請中涉及細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的描迷以參考文獻(xiàn)的方式整合到本專利申請中.多種方法可基于當(dāng)有細(xì)胞貼附或無細(xì)胞貼附于電極結(jié)構(gòu)上時引起電抗或阻抗的變化來計(jì)算這個細(xì)胞數(shù)目指數(shù).有時，將電極結(jié)構(gòu)上無細(xì)胞貼附但有相同的培養(yǎng)基的電極上阻抗值(電阻和電抗)作為基線阻抗.基線阻抗可由下列一種或多種方法獲得(1)測量有電極結(jié)構(gòu)的孔里加有不帶細(xì)胞的培養(yǎng)基條件下的阻抗，該培養(yǎng)基與測量細(xì)胞貼附阻抗時用的培養(yǎng)基相同；(2)在有電極結(jié)構(gòu)的孔上加入帶有細(xì)胞的培養(yǎng)基短時間后(約10分鐘)的阻抗(加入帶細(xì)胞的培養(yǎng)基后短時間內(nèi)，細(xì)胞沒有足夠時間貼附到電極表面.這段時間的長度依賴于細(xì)胞種類和/或電極表面處理方法)；(3)當(dāng)孔中所有細(xì)胞被某種處理方法(如高溫處理)或者藥物殺死(如，洗滌劑)，測量電極結(jié)構(gòu)的阻抗(使用這種方法時，處理方法或藥物不能影響電極上的培養(yǎng)基的電介質(zhì)特性).在例(A)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可如下計(jì)算(Al)在每個測量頻率，用當(dāng)細(xì)胞貼附于電極表面時電極陣列的電阻，除以基線電阻計(jì)算得到電阻比率；(A2)在全部頻率頻譜中確定電阻比率的最大值，(A3)電阻比率的最大值減l.細(xì)胞指數(shù)可由下列數(shù)學(xué)公式獲得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage48</formula>(4)其中N是測量阻抗的頻率點(diǎn)的數(shù)目.例如，用于測量的頻率是IOkHz,25kHz和50kHz，則N-3，/7=10kHz,力=25kHz，50kHz.&,,")是在頻率/;時有細(xì)胞貼附在電極表面時電極陣列或電極結(jié)構(gòu)的電阻(細(xì)胞-基底電阻)，A(/')是在頻率/;時電極陣列或電極結(jié)構(gòu)的基線電阻.一個給定孔的細(xì)胞指數(shù)反映了(i)該孔中有多少細(xì)胞貼附在電極上；(2)該孔中的細(xì)胞與電極表面的貼附程度.在這種情況下，一個零或近似于零的"細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"表示沒有細(xì)胞或僅有很少細(xì)胞數(shù)目貼附于電極表面.換句話說，如果電極上沒有細(xì)胞，或者細(xì)胞不能很好地貼附在電極上，^"a)與^a)幾乎一樣，導(dǎo)致細(xì)胞指數(shù)ci-o.—個較高的"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"指對于相同的細(xì)胞類型或者細(xì)胞在相似的生理?xiàng)l件下，有更多的細(xì)胞貼附于電極表面，/(/;)值越大，導(dǎo)致較大的細(xì)胞指數(shù)值.所以，細(xì)胞指數(shù)代表孔中的細(xì)胞數(shù).一個較高的"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"也指對于相同類型和相同數(shù)目的細(xì)胞，細(xì)胞在電極表面能更好地貼附(比如，細(xì)胞伸展更快，細(xì)胞貼壁更強(qiáng)).因此，對于相同的細(xì)胞數(shù)，細(xì)胞狀態(tài)的改變也會導(dǎo)致細(xì)胞指數(shù)的改變.比如說，細(xì)胞粘附或者細(xì)胞伸展增加，會導(dǎo)致更大的細(xì)胞/電極接觸面，導(dǎo)致/(/)增加，細(xì)胞指數(shù)更大.另一方面，細(xì)胞死亡或者細(xì)胞毒性導(dǎo)致細(xì)胞去粘附，細(xì)胞聚集，導(dǎo)致&,(/)減小，于是細(xì)胞指數(shù)變小.在例(B)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可用如下方法計(jì)算(Bl)在每個測量頻率，用由當(dāng)細(xì)胞貼附于電極表面時，電極陣列的電抗除以基線電抗計(jì)算得到電抗比率.(B2)在全部頻率頻謙中確定電抗比率的最大值，(B3)電抗比率的最大值減l.在這種情況下，一個零或近似于零的"細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"表示沒有細(xì)胞或僅有很少細(xì)胞數(shù)目貼附于電極表面，一個較高的"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"指對于相同的細(xì)胞類型或者細(xì)胞在相同的生理?xiàng)l件下，有更多的細(xì)胞貼附于電極表面.在例(C)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可用如下方法計(jì)算(Cl)在每個測重頻率，用當(dāng)細(xì)胞貼附于電極上時，電極陣列的電阻減去基線阻，以確定有細(xì)胞時電阻和基線電阻之間的電阻改變；(C2)確定電阻改變的最大值.在這種情況下，"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"在測量的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)有細(xì)胞存在時相對于基線電阻的電阻最大改變值.細(xì)胞指數(shù)的單位是ohm.在例(D)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可用如下方法計(jì)算(Dl)在每個測量頻率，計(jì)算阻抗的模(magnitude)(等于々X，其中A和A分別是串聯(lián)電阻和電抗).(D2)從當(dāng)細(xì)胞貼附于電極時電極陣列阻抗的模減去基線阻抗的模，以確定當(dāng)有細(xì)胞時相對于基線阻抗的阻抗的模的變化.(D3)確定阻抗的模變化的最大值.在這種情況下，"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"是在所測頻率范圍內(nèi)，有細(xì)胞存在時相對于基線阻抗的阻抗模的最大變化.此細(xì)胞指數(shù)的單位是ohm.在例(E)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可用如下方法計(jì)算(El)在每個測重頻率，用當(dāng)電極表面有細(xì)胞貼附時測得的電阻除以基線電阻，計(jì)算得到電阻比率，(E2)電阻率減去l得到每個測量頻率時電阻的相對改變.(E3)將所有的相對改變值積合到一起(即將不同頻率時所有相對改變值相加).在這種愔況下，"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"獲得是基于多頻率點(diǎn)，而不是如上例中單個頻率峰點(diǎn)中獲得.一個零或近似于零的"細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"表示沒有細(xì)胞或僅有很少細(xì)胞數(shù)目貼附于電極表面.一個較高的"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"指對于相同的細(xì)胞類型或者細(xì)胞在相同的生理?xiàng)l件下，有更多的細(xì)胞貼附于電極表面.在例(F)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可如下計(jì)算(Fl)在每個測量頻率，當(dāng)細(xì)胞貼附于電極上時，電極陣列的電阻減去基線電阻，以確定有細(xì)胞時和基線電阻之間的電阻改變；(在頻率/時電阻的可用如下公式m(/)=《—a)-&w,,a)獲得，和分別為細(xì)胞在電極陣列上的串聯(lián)電阻和基線串聯(lián)電阻.)；(F3)分析電阻改變的頻率依賴性來獲得某個參數(shù)來定量此依賴性。在一個例子中，可由存^C0f計(jì)算.在另一個例子中，此參數(shù)可由不|^(/》|計(jì)算.此參數(shù)可作為細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù).在這種情況下，"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"是基于頻率頻謙中電阻改變的分析獲得的.細(xì)胞指數(shù)的單位為ohm.在另一例(G)中，細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)可如下計(jì)算(Gl)在每個測量頻率，計(jì)算阻抗的模(等于V^7^7，其中&和A分別為系列電阻和電抗).(G2)從當(dāng)細(xì)胞貼附于電極時電極陣列阻抗的模減去基線阻抗的模，以確定當(dāng)有細(xì)胞時相對于基線阻抗的阻抗的模的變化。(在頻率是/時，阻抗的模由公式AZ(/)=|Z"/)|-IZum(/)1獲得.|zce,,")|=Vu2+U2，和,,分別為細(xì)胞貼附在電極陣列上時的串聯(lián)電阻和電抗.iZw,a)i為細(xì)胞貼附在電極陣列上時的阻抗的模.為電極陣列的基線阻抗的模，(G3)分析阻抗的模改變的頻率依賴性來獲得某個參數(shù)來定量此依賴性.在一個例子中，可由^;[AZ(/)2計(jì)算.在另一個例子中，此參數(shù)可由;IAZ(/)I計(jì)算.此參數(shù)可作為細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù).在這種情況下，"細(xì)胞指數(shù)(細(xì)胞數(shù)目指數(shù))"是基于頻率頻謙中阻抗模改變的分析獲得的.細(xì)胞指數(shù)的單位為ohm.如美國專利申請10/705，447(于2003年11月IO日遞交)題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"和PCT專利PCT/US03/22557(于2003年7月18日遞交)，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"中所描述的，可以用不同的方法，從測得的細(xì)胞-基底阻抗(電阻或電抗)來計(jì)算細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù).該兩專利申請的描述細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的計(jì)算方法將以參考文獻(xiàn)的形式整合到本文中.細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)作為在細(xì)胞-基底阻抗測量時孔中細(xì)胞的定量測量.值得指出的是在利用阻抗信息來監(jiān)測電極上的分子狀態(tài)推倒計(jì)算"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"，不是絕對必要的.亊實(shí)上，也可直接用阻抗值(在單個固定頻率，或最大相對改變頻率，或多個頻率上)作為在電極上細(xì)胞狀態(tài)的指示標(biāo)志.如果測量的阻抗值直接用于監(jiān)測細(xì)胞狀態(tài)，那么電阻，或者電抗，或者兩者都可以使用。然而，使用"細(xì)胞指數(shù)"或"細(xì)胞數(shù)目指數(shù)"或這類指數(shù)來監(jiān)測細(xì)胞狀態(tài)，如細(xì)胞生長/或貼壁/或活力狀態(tài)，有很多優(yōu)點(diǎn).首先，可以用細(xì)胞數(shù)目指數(shù)比較不同幾何結(jié)構(gòu)的電極的測量結(jié)果。笫二，對于一種給定的幾何結(jié)構(gòu)的電極，可以通過測量不同數(shù)目的細(xì)胞被放到電極上時得到的阻抗值，建立"標(biāo)準(zhǔn)曲線"，以顯示細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞數(shù)目指數(shù)之間的相互關(guān)系(在這種情況下，要確保接種的細(xì)胞已很好地貼附到電極表面).用這樣的標(biāo)準(zhǔn)曲線，當(dāng)進(jìn)行新的阻抗測量時，可以從新測得的細(xì)胞數(shù)目指數(shù)而估計(jì)細(xì)胞數(shù)目.第三，細(xì)胞數(shù)目指數(shù)也可用于比較不同的電極表面條件.對于相同幾何結(jié)構(gòu)的電極和相同的細(xì)胞數(shù)目時，有較大細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的表面，說明細(xì)胞在此電極表面有更好的貼附和此電極表面更適于細(xì)胞貼附。如上所示，對于計(jì)算細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù)的方法來說，重要的是知道有或沒有細(xì)胞時電極結(jié)構(gòu)上的阻抗(電阻和/或電抗).基于等式U)，電極陣列的阻抗(電極上有或沒有細(xì)胞)如下式77-7備7"、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage52</formula>其中Z，w是電子開關(guān)的阻抗，Z,^是基底連接盤和電極導(dǎo)線之間電傳總線的阻抗，z,。,。,是阻抗分析儀測得的總電阻.通過選擇質(zhì)量優(yōu)良的開關(guān)，所有的電子開關(guān)可以有固定的狀態(tài)為"開"的阻抗(主要為電阻).例如，電子開關(guān)的狀態(tài)為"開"的電阻可約為3ohm(+/-10%),狀態(tài)為"開"的電抗可忽略不計(jì)(例如，在頻率范圍內(nèi)小于0.2ohm)。這樣，如果可以計(jì)算得到電傳導(dǎo)線阻抗，公式(5)可用于計(jì)算有細(xì)胞或無細(xì)胞狀態(tài)時電板陣列的阻抗.本發(fā)明提供了一個基于細(xì)胞-基底檢測器件上的兩個或多個基本相同的陣列的相互關(guān)系，確定電傳導(dǎo)線(主要是導(dǎo)線電阻，對于非常薄的導(dǎo)線層，電抗很小)阻抗的方法.困1A展示了四個電極陣列A,B，C，D來說明本方法.電子開關(guān)的電抗(串聯(lián)電抗)和電導(dǎo)線的電抗(串聯(lián)電抗)小于相應(yīng)的電阻(串聯(lián)電阻).因此，我們著重分析電傳導(dǎo)線電阻的分析.由阻抗分析儀器測得的阻抗包括電阻(串聯(lián)電阻，)和電抗(串聯(lián)電抗).對于電極陣列A-D，測得的總電阻^。,，電傳導(dǎo)線電阻(《_)，開關(guān)電阻(A，w)，和電極陣列的電阻()符合下式通過電子開關(guān)的選擇可獲得恒定的"開"狀態(tài)電阻/C，4,^，和^id，它們有非常相似的值可視為相同值^^。這樣一來，在上述等式中，已知參數(shù)為/C。^，c，和《。,。w，以及和有8個未知參數(shù)/。，-C和W,-。，-D和《咖"，^。"-s，4。"—C和^。c,—D.當(dāng)四個方程等式有8個未知數(shù)時，不能被求解這些方程.需要增加這些變量之間的關(guān)系來求解方程.各個電傳導(dǎo)線電阻/,_B，iC,—c和《^—D)取決于所使用的金屬層的類型，電傳導(dǎo)線的幾何形狀如電傳導(dǎo)線有多少矩型片段，片段的膜厚度，片段的寬度，和長度等.例如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage53</formula>其中N是導(dǎo)線A的片段數(shù)，^"，、A"和1^是電極陣列A的電傳導(dǎo)線的笫i段導(dǎo)線片段的厚度，寬度和長度，p是薄膜的電阻系數(shù).此處提供的等式適于膜為單金屬層類型.等式可經(jīng)變型后用于多金屬層的膜(如金層上復(fù)蓋鉻層)。如果整個基底上金屬層的厚度是相同的(例如，厚度差小于10%),電傳導(dǎo)線電阻之間的關(guān)系僅取決于它們的幾何形狀(即片段的長度，寬度).例如，可直接計(jì)算電極陣列A電傳導(dǎo)線的電阻和電極陣列D電傳導(dǎo)線的電阻的比率，這里假設(shè)導(dǎo)線各處膜的厚度和導(dǎo)線各處的電阻系數(shù)都是相同的.(6B)(6C)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage53</formula>相似地，基于預(yù)定的電極陣列B、C和D的電傳導(dǎo)線幾何關(guān)系，可推導(dǎo)出^』和"c-d.值得注意的是，上述等式加以變形也可用于有多層金屬膜的導(dǎo)線類型.這樣基于這些等式《r。"一S=aS-￡>*《w—D(9A)(9B)(9C)(9D)等式(")-(6D)可變?yōu)橄铝械仁?(IOA)(鄉(xiāng))(IOC)(IOD)對于等式UOA)到(IOD)，其中有5個未知數(shù)^。，—，夂—。，s和尺,-?！痛鷶?shù)學(xué)上這些未知數(shù)不能由上述等式計(jì)算得出.需要增加信息來解出這些未知數(shù)/^，&,A--。m^-c和和《r?！狣,在此描述所發(fā)明一個方法.在此方法中，相同的生物或化學(xué)溶液或懸浮液置于電極陣列A-D上.因?yàn)殡姌O陣列A到D有相同的電極結(jié)構(gòu)，當(dāng)所有的電極陣列都置于相同的生物或化學(xué)溶液或懸浮液下，電極陣列電阻A-。，-b，。，c和^—，—d是相同的，或有非常接近的值，即&。，—,尺A-。^-D.如果我們假設(shè)平均電極陣列電阻為/^。^，則如下的近似式成立因此，等式(10A)-(10D)尺e一orr，」尺c一orrqy一8A一flrray一C尺f一fl/r炒一DW^^e一or7^y可變形為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage55</formula>(11B)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage55</formula>(11C)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage55</formula>(11D)我們需要找到盡可能滿足上列等式的Rtrace-D和Re-array，使上述近似式兩邊最接近。一種找到Rtrace-D和Re-array的數(shù)學(xué)方法為，使下列近似式求得最小值，該近似式用來定量描述近似式(11A，11B，11C，11D)兩邊的差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage55</formula>(12)F(Rtrace-D,Re-array)是近似等式(11A，11B，11C和11D)兩差的平方的和.F(Rtrace-D,Re-array)越小，則近似等式(11A，IIB，11C和11D)兩側(cè)越接近.這樣，Rtrace-D和Re-array的值可通過使F(Rtrace-D,Re-array)取得最小值而被確定.數(shù)學(xué)上的方法涉及到計(jì)算F(Rtrace-D,Re-array)對Rtrace-D和Re-array的一階導(dǎo)數(shù)，使這個導(dǎo)數(shù)為O.—階導(dǎo)數(shù)表達(dá)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage55</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage56</formula>(13B)等式(13A)和(13B)可變形為A-。，,k^-D+as—"ac—DD,ko2+as_D2+ac—D2+lj<formula>formulaseeoriginaldocumentpage56</formula>這樣可解出《<formula>formulaseeoriginaldocumentpage56</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage57</formula>隨著得出、^，導(dǎo)線電阻/^。"，&。"和、"-c可由等示(9B)，(9C)和(9D)求出.而且電極陣列電阻&。，肊。，e，A-。，—c和&?！煞謩e用等式(10A)，(10B)，(IOC)和(10D)由求得的電阻，《。to,-fi，A(。(。,-C和《oto'-D得出。這樣，本發(fā)明的一個方面是提供一個方法，從測得的總電阻中，計(jì)算兩個或多個基本相同電極陣列(例如，圖1A中的陣列A-D)的電傳導(dǎo)線的電阻，包括下列步脒U)將相同或相似的溶液或懸浮液置于電極陣列上；(2)用一個阻抗測量儀或阻抗測量電路，測量每個電極陣列的電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻(例如如困1A所示電極結(jié)構(gòu)，位于連接盤和電導(dǎo)線之間)，和上有溶液或懸浮液的電極陣列的電阻之和；(3)用等式(15)和等式(9B)，(9C)和(9D)求出電傳導(dǎo)線的電阻值.注意在計(jì)算等式(15)時，電極陣列之間的幾何關(guān)系用以確定因子和ac—。，本發(fā)明的另一個方面是提供一個方法，從測得的總電阻中計(jì)算兩個或多個基本相同電極陣列(例如，困1A中的陣列A-D)電阻，包括下列步驟(1)將相同或相似的溶液或懸浮液置于電極陣列上；(2)用一個阻抗測量儀或阻抗測量電路，測量每個電極陣列的電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻(例如如困1A所示電極結(jié)構(gòu)，位于連接盤和電導(dǎo)線之間)，和上有溶液或懸浮液的電極陣列的電阻之和；(3)用等式(15)和等式(9B)，(9C)和(9D)求出電傳導(dǎo)線的電阻值.注意在計(jì)算等式(15)時，電極陣列之間的幾何關(guān)系用以確定因子—D，&』和ac_D;(4)用等式(IOA，IOB，10C和10D)計(jì)算電極陣列的電阻.在一些應(yīng)用中，用于放置在電極陣列上的溶液或者懸浮液(例如細(xì)胞懸液)有不同的成分.例如，使用不同細(xì)胞數(shù)目的細(xì)胞懸液，放置于每個電極陣列上的細(xì)胞懸液是非常不同的.在這種情況下，確定有細(xì)胞的電極陣列的電阻就要求通過進(jìn)行一次"基準(zhǔn)測量"或"較準(zhǔn)測量"，先確定一個電傳導(dǎo)線的電阻.在進(jìn)行"基準(zhǔn)測量"時，電極陣列上放置相同的基準(zhǔn)溶液.電傳導(dǎo)線的電阻可以"基準(zhǔn)測量"的結(jié)果確定.在另一個單獨(dú)實(shí)驗(yàn)中，電極陣列上放置有所感興趣的溶液或細(xì)胞懸浮液，并使用阻抗測量儀或阻抗測量線路測量電極陣列的總電阻.有細(xì)胞時的電極陣列的電阻可由測得的總電阻減去電子開關(guān)電阻和電傳導(dǎo)線電阻之和得到(或連續(xù)不斷地得到)。這樣，本發(fā)明的另一個方面是提供一個方法，從阻抗測量儀器測得的兩個或多個上有不同溶液或者所測懸浮液的相同電極陣列(例如，困1A中的陣列A-D)的總電阻上，計(jì)算電極陣列的電阻.它包括下列步驟U)將相同或相似的溶液或懸浮液(基準(zhǔn)溶液)置于電極陣列上；(2)用一個阻抗測量儀或阻抗測量電路，測量每個電極陣列的總電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻(例如如困1A所示電極結(jié)構(gòu)，位于連接盤和電導(dǎo)線之間)，和上有參考溶液的電極陣列的電阻之和；(3)用等式(I"和等式(兆)，(9C)和(9D)求出電傳導(dǎo)線的電阻值。注意在計(jì)算等式(15)時，電極陣列之間的幾何關(guān)系(如圖1)用以確定因子A—。，d和ac』；(4)在每個電極陣列上放置所需測重的溶液或懸浮液；用一個阻抗測量儀器或阻抗測量線路，測量每個電極陣列的總電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻，和上面放置有溶液或所需懸浮液的電極陣列的電阻之和；(5)用等式(IOA，IOB，10C和10D)計(jì)算電極陣列的電阻，即從步騍(4)測得的總電阻中減去電子開關(guān)的電阻和電傳導(dǎo)線的電阻.注意在上述方法中，在電極陣列上放置基準(zhǔn)溶液以確定電傳導(dǎo)線阻抗的步驟(步驟(1)，(2)和(3))，可在在電極陣列上放置所需測量溶液或懸浮液步稞和測量總電阻(步驟(4))之前或之后進(jìn)行.例如，可先做步驟(4)，然后將所需測量溶液或懸浮液從電極陣列上移開.再在電極陣列上加入溶液(步錄(l)).再進(jìn)行步驟(2)和(3)以確定電傳導(dǎo)線的電阻.最后，進(jìn)行步稞(5).在另一個方法中，步驟(1)和(2)可在步稞(4)前進(jìn)行.本發(fā)明的另一個方面是提供一種方法，在做基于細(xì)胞檢測時，基于阻抗測量儀測得的基本相同電極陣列的總電阻，用來確定陣列上有細(xì)胞的電極陣列的電阻.在這種方法中，各個電極陣列上放置相同的基準(zhǔn)溶液(例如，不含有細(xì)胞的，相同的細(xì)胞培養(yǎng)液)，進(jìn)行電子測量并確定電傳導(dǎo)線的電阻.由于確定了這些電傳導(dǎo)線的電阻，有細(xì)胞懸浮液的電極陣列的電阻，可由在阻抗測量儀上測得的總電阻計(jì)算出.這個總電阻包括有細(xì)胞的電極陣列的電阻，電子開關(guān)的電阻，和電傳導(dǎo)線的電阻.此方法包括下列步驟(1)將相同或相似的溶液或懸浮液(基準(zhǔn)溶液)置于電極陣列上；(2)用一個阻抗測量儀器或阻抗測量電路，測量每個電極陣列的總電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻(例如如圖1A所示電極結(jié)構(gòu)，位于連接盤和電導(dǎo)線之間)，和上有溶液或參考溶液的電極陣列的電阻之和；(3)用等式(l5)和等式(S>B)，(9C)和(S>D)求出電傳導(dǎo)線的電阻值，注意計(jì)算等式(15)時，電極陣列之間的幾何關(guān)系(如圖1)用以確定因子(4)在每個電極陣列上放置所需測重細(xì)胞懸浮液；用一個阻抗測量儀或阻抗測重線路，測量每個電極陣列的總電阻(串聯(lián)電阻)，這個電阻為電子開關(guān)電阻，連接盤和電極結(jié)構(gòu)之間電傳導(dǎo)線電阻，和上有所需測量細(xì)胞懸液的電極陣列的電阻之和；(5)用等式(10A，10B，10C和10D)計(jì)算電極陣列的電阻，即從步驟(4)測得的總電阻中減去電子開關(guān)的電阻和電傳導(dǎo)線的電阻.注意在上述方法中，在電極陣列上放置基準(zhǔn)溶液以確定電傳導(dǎo)線的阻抗的步驟(步驟(1)，(2)和(3))，可在在電極陣列上放置所需測量細(xì)胞懸浮液步驟和測量總電阻(步驟(4))之前或之后進(jìn)行，例如，可先做步驟(4)，然后做步驟(1)和(2).在一個方法中，在步驟(4)后，將所需測量細(xì)胞懸浮液從電極陣列上移走，后在電極陣列上加入基準(zhǔn)溶液.在另一個方法中，在步驟(4)后，細(xì)胞用細(xì)胞裂解液裂解，這樣所有電極暴露于相同的基準(zhǔn)溶液，以進(jìn)行步稞(2)和(3)的測量和計(jì)算.然后，進(jìn)行步驟(5)以確定有所需測量的細(xì)胞懸浮液的電極陣列的電阻.確定相同電極陣列的電傳導(dǎo)線的電阻可作為或不作為用于細(xì)胞檢測時細(xì)胞-基底阻抗測量的一部分.這取決于電極陣列的阻抗數(shù)據(jù)(在多時間點(diǎn)單個或多個頻率測重)的分析方法，在一些分析中，人們可能重視放置細(xì)胞的電極陣列的電阻或阻抗相對于基線電阻或阻抗的相對改變.在這種情況下希望確定電極陣列的電阻(或阻抗)，它們也可以由測得的總電阻(或阻抗)減去電傳導(dǎo)線和電子開關(guān)的電阻得到.這樣就需要知道電傳導(dǎo)線的電阻或阻抗.在另一些分析中，人們可能重視放置細(xì)胞的電極陣列的電阻或阻抗相對于基線電阻或阻抗的絕對改變.在這種情況下，可以從電板陣列有細(xì)胞時測得的總電阻或總阻抗中直接減去測得的基線條件下的總電阻或總阻抗。電子開關(guān)的電阻(或阻抗)和電傳導(dǎo)線的電阻(或阻抗)在總電阻(阻抗)的作用可在這樣的減法運(yùn)算中被抵消了.這樣就不需確定電傳導(dǎo)線和電子開關(guān)的電阻.在另一些分析中，有時重視計(jì)算基于檢測的阻抗值的細(xì)胞指數(shù)或細(xì)胞數(shù)目指數(shù).取決于用哪些方法計(jì)算細(xì)胞指數(shù)，可需確定，也可不需確定電傳導(dǎo)線的電阻.例如，對上述細(xì)胞指數(shù)計(jì)算方法(A)，電傳導(dǎo)線電阻的確定是必需的，這是為了消去電傳導(dǎo)線電阻對電阻或阻抗相對變化分析的影響.在另一例中，如細(xì)胞指數(shù)計(jì)算方法(F)，不需測量電傳導(dǎo)線電阻，因?yàn)殡妭鲗?dǎo)線電阻的影響在計(jì)算中被抵消了，細(xì)胞-基底阻抗的檢測可基于或不基于相對于基線阻抗(或電阻)的改變.例如，用基于細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)法檢測被測化合物對細(xì)胞的作用.一個方法是，監(jiān)測細(xì)胞-基底阻抗并確定被測化合物加入細(xì)胞前和加入細(xì)胞后的細(xì)胞-基底阻抗的變化.細(xì)胞-基底阻抗監(jiān)測可在在加藥后的單個頻率點(diǎn)或多個頻率點(diǎn)，單個時間點(diǎn)或多個時間點(diǎn)測量.例如，在加藥前的短時間上測量單個頻率或多個頻率下有細(xì)胞的電極陣列的阻抗，然后往細(xì)胞上加入被測化合物.在加藥后再次測量單個頻率或多個頻率下有細(xì)胞的電極陣列的阻抗.這樣的加藥后測量可在規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行多時間點(diǎn)的連續(xù)測量.細(xì)胞-基底阻抗的改變可從加入待測化合物后測得的阻抗(電阻和/或電抗)減去加入待測化合物前測得的阻抗(電阻和/或電抗)來確定或定量.當(dāng)在多頻率點(diǎn)測量時，對于加入待測化合物后每個時間點(diǎn)，可基于細(xì)胞-基底阻抗改變的計(jì)算，來獲取單個或多個參數(shù).這個參數(shù)被用于量化加入化合物后的細(xì)胞變化，這個方法可進(jìn)一步被用于分析細(xì)胞對不同濃度的一個被測化合物的反應(yīng)并獲得刑量依賴反應(yīng)曲線.給定時間點(diǎn)的"歸一化細(xì)胞指數(shù)"通過將給定時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)除以基準(zhǔn)點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)獲得.因此基準(zhǔn)點(diǎn)的歸一化細(xì)胞指數(shù)為1.歸一化細(xì)胞指數(shù)是細(xì)胞指數(shù)以特定點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)為基準(zhǔn)歸一化.在本申請的大多數(shù)情況下，歸一化細(xì)胞指數(shù)通常以加入化合物前的那個時間點(diǎn)作為歸一化基準(zhǔn)點(diǎn).因此，對于所有孔，這個基準(zhǔn)點(diǎn)(加入化合物之前的那個時間點(diǎn))的歸一化細(xì)胞指數(shù)通常都是"一".用這樣一個歸一化細(xì)胞指數(shù)的好處是消除不同的孔和不同的細(xì)胞數(shù)目對細(xì)胞分析的影響.化合物處理后，細(xì)胞更多的孔可能有更大的阻抗變化.用歸一化細(xì)胞指數(shù)，消除了這種由于細(xì)胞數(shù)目不同造成的影響."細(xì)胞指數(shù)"是將給定時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)減去標(biāo)準(zhǔn)時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)得到的.因此△細(xì)胞指數(shù)是測定點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)相對于初始點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)時間點(diǎn))的絕對改變.時間相關(guān)的細(xì)胞反應(yīng)(包括細(xì)胞毒性反應(yīng))可以通過獲取直接反應(yīng)細(xì)胞狀態(tài)變化的參數(shù)來分析.比如說，時間相關(guān)的細(xì)胞反應(yīng)可以通過計(jì)算阻抗反應(yīng)變化的斜率來分析.這等于阻抗反應(yīng)相對于時間的一階導(dǎo)數(shù).此處的阻抗反應(yīng)可以通過測得的阻抗數(shù)據(jù)或者派生值(比如細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或者A細(xì)胞指數(shù))來度量.在另外一個例子中，時間相關(guān)的細(xì)胞反應(yīng)(包括細(xì)胞毒性反應(yīng))可以通過阻抗反應(yīng)對時間的高階導(dǎo)數(shù)分析.高階導(dǎo)數(shù)可以提供類外信息，如細(xì)胞對不同化合物的反應(yīng)、化合物作用的機(jī)理等.舉個例子，在RT-CES系統(tǒng)監(jiān)測孔中細(xì)胞生物狀態(tài)的實(shí)時定量的信息(比如，細(xì)胞指數(shù)，CI)的基礎(chǔ)上，我們描述怎樣獲得稱之為細(xì)胞變化指數(shù)的參數(shù).這個新的參數(shù)，細(xì)胞變化指數(shù)(CCI),可以有效地將時間相關(guān)的細(xì)胞指數(shù)與細(xì)胞狀態(tài)連接起來.它通過以下式子進(jìn)行計(jì)算因此，CCI是細(xì)胞指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)變化率.CCI值可以用來量化細(xì)胞狀態(tài)變化.對于正常細(xì)胞培養(yǎng)條件下，處于指數(shù)增長的細(xì)胞，細(xì)胞指數(shù)由此處描述的細(xì)胞基底阻抗監(jiān)測系統(tǒng)確定，細(xì)胞指數(shù)理想情況下應(yīng)與孔中的細(xì)胞數(shù)成正比，因?yàn)樗屑?xì)胞的細(xì)胞狀態(tài)和平均粘附到電極表面的程度不會隨著時間有重大變化.因而，細(xì)胞指數(shù)(CI)隨著時間增長呈指數(shù)函數(shù)，即C/(0-C/,257(6)其中DT是細(xì)胞增長到兩倍的時間.對于這種指數(shù)規(guī)律增長的細(xì)胞，CCI(t)是一個常數(shù)，即(7)因此，各種CCI(t)可以如下分類(1)如果CCI約等于0.7/DT，細(xì)胞指數(shù)與預(yù)期的細(xì)胞的指數(shù)增長期(對數(shù)增長期)有相似的增長率.(2)如果CCI遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.7/DT,說明細(xì)胞指數(shù)的增長比預(yù)期細(xì)胞的指數(shù)增長(或者對數(shù)增長)快.這表明細(xì)胞生長比正常指數(shù)增長快，或者細(xì)胞可能有形態(tài)變化(比如細(xì)胞伸展出去或者更緊密地粘附于電極表面)，導(dǎo)致更大的阻抗信號，或者以上兩種變化都有，或者發(fā)生與特定細(xì)胞培養(yǎng)條件或與特定細(xì)胞分析相關(guān)的其他細(xì)胞行為.(3)如果CCI大于零，且小于0.7/DT,那么細(xì)胞指數(shù)的增長比預(yù)期的指數(shù)增長慢.這說明，相對于指數(shù)增長，細(xì)胞增長減慢，或者細(xì)胞增長受到加到培養(yǎng)基內(nèi)的化學(xué)藥物、其他細(xì)胞培養(yǎng)參數(shù)的抑制，或者某些細(xì)胞死亡，不再粘附到電極表面，或者發(fā)生與特定細(xì)胞分析相關(guān)或特定細(xì)胞培養(yǎng)條件相關(guān)的細(xì)胞行為.(4)如果CCI約等于零，那么細(xì)胞指數(shù)幾乎是一個恒定值.這可能說明細(xì)胞增長幾乎完全抑制.比如說，所有細(xì)胞都抑制在細(xì)胞周期的某一點(diǎn)，不再往前生長.或者，這可能說明培養(yǎng)基中細(xì)胞死亡的數(shù)量約等于新分裂出來的細(xì)胞.或者可能說明細(xì)胞達(dá)到細(xì)胞培養(yǎng)的平臺期；也可能說明細(xì)胞數(shù)量超過細(xì)胞基底阻抗監(jiān)測系統(tǒng)的測量上限.或者，有其他與特定細(xì)胞分析相關(guān)或特定細(xì)胞培養(yǎng)條件相關(guān)的細(xì)胞行為.(5)如果CCI是負(fù)的，那么細(xì)胞指數(shù)隨著時間減小，說明細(xì)胞不再粘附到電極表面，或者細(xì)胞形態(tài)改變了.(6)如果CCI是負(fù)的，且絕對值很大，那么隨時間變化，細(xì)胞指數(shù)快速減小，說明細(xì)胞很快失去與電極表面的貼附，或者細(xì)胞快速改變形態(tài).D.實(shí)時細(xì)胞檢測的方法本發(fā)明提供細(xì)胞水平上(基于細(xì)胞的)的檢測方法，可對細(xì)胞增殖、細(xì)胞生長、細(xì)胞死亡、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞膜特性(如尺寸、形態(tài)、細(xì)胞膜的組成)細(xì)胞貼附和細(xì)胞運(yùn)動性進(jìn)行實(shí)時分析.因此本方法可進(jìn)行細(xì)胞毒性分析、增殖分析、凋亡分析、細(xì)胞貼附分析、細(xì)胞活化或刺激分析、抗癌化合物效能分析、受體配體結(jié)合或者信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分析、細(xì)胞骨架變化分析、細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化分析(包括但不僅限于細(xì)胞膜尺寸、形態(tài)及組成)、細(xì)胞數(shù)重、細(xì)胞質(zhì)童或性狀控制、時間相關(guān)的細(xì)胞毒性分析、細(xì)胞分化或去分化分析、檢測或測定中和性抗體、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性分析、細(xì)胞貼附力分析、細(xì)胞間相互作用分析、微生物、病毒和環(huán)境毒性分析，等等.實(shí)時分析意指細(xì)胞的行為或狀態(tài)能以規(guī)則或不規(guī)則的間隔連續(xù)檢測.根據(jù)不同試驗(yàn)，對細(xì)胞行為、反應(yīng)和狀態(tài)的檢測和數(shù)據(jù)記錄或顯示可以在幾秒或幾分鐘的時間內(nèi)完成.細(xì)胞的反應(yīng)可以在選定的時間范圍內(nèi)基本上連續(xù)檢測.比如，培養(yǎng)的細(xì)胞在加入一種試劑后可以以5到15分鐘的間隔連續(xù)檢測幾個小時或者數(shù)天.無論是規(guī)則還是以不規(guī)則的檢測間隔以及檢測時間都可以由實(shí)驗(yàn)者決定.因而，本發(fā)明的基于細(xì)胞的阻抗檢測方法避免了由于時間點(diǎn)或者樣本或細(xì)胞分析選擇的時間點(diǎn)的局限造成的難以進(jìn)免到結(jié)果上的偏差.另外，檢測不需要額外準(zhǔn)備細(xì)胞樣本或者添加試刑，從而可以更方便、更快地得到結(jié)果，同時消除了這些過程中可能引入的錯誤.對細(xì)胞-基底檢測以及相關(guān)器件、系統(tǒng)和使用方法的描述已在如下文件中美國專利臨時申請60/379,749，遞交于2002年7月20曰；美國臨時申請60/435,400，遞交歸檔于2002年12月20日；美國專利臨時申請60/469,572,遞交于2003年5月9日；PCT申請PCT/US03/22557，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法"，遞交于2003年7月18日；PCT申請PCT/US03/22537，趙為"基于阻抗，檢測細(xì)胞和微粒的裝置和方法，遞交于2003年7月18日；美國專利申請10/705,447，題為"基于阻抗的檢測裝置和方法，遞交于2003年11月10日；美國專利申請10/987,732、美國專利申請10/705,615，題為"基于阻抗，檢測細(xì)胞和微粒的裝置和方法，遞交于2003年11月10日.在此將以上專利申請中的關(guān)于細(xì)胞-基底阻抗檢測以及相關(guān)器件、系統(tǒng)和使用方法，的描述以參考文獻(xiàn)的方式整合到本申請中.本發(fā)明會揭示進(jìn)一步詳細(xì)的細(xì)節(jié).簡言之，用本發(fā)明技術(shù)測童細(xì)胞-基底或者說細(xì)胞-電極阻抗使用了細(xì)胞-基底阻抗檢測器件(cell-substrateimpedancemonitoringdevices),其孔底表面(如微滴定板的孔)排列合適幾何形狀的微電極陣列(microelectrodearrays)，或者在多個液體容器(孔)(multiplefluidcontainers(wells))的底部面向的一方以相似的方式設(shè)計(jì)有電極.將細(xì)胞加入到器件的孔后，細(xì)胞會和電極表面接觸并貼附上去.細(xì)胞的有無以及狀態(tài)的改變都會影響電極傳感器表面電子和離子的通過.測量電極間阻抗可提供關(guān)于電極上細(xì)胞生物狀態(tài)的重要信息.當(dāng)細(xì)胞生物狀態(tài)發(fā)生變化時，系統(tǒng)可以實(shí)時并自動獲取其模擬電信號，并可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以進(jìn)行進(jìn)一步的分析.優(yōu)選的，用本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)胞-基底阻抗分析.這個系統(tǒng)包含本發(fā)明的檢測器件、阻抗監(jiān)測儀、器件檢測臺(器件工作臺，由連接檢測器件和阻抗分析儀的電子線路組成)、以及控制器件工作臺并記錄分析阻抗數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng).在本發(fā)明的一個系統(tǒng)中，基于測重到的電極阻抗值可自動獲取并提供相應(yīng)的細(xì)胞指數(shù).所得到的選定孔的細(xì)胞指數(shù)反映了l)貼附在此孔電極表面的細(xì)胞數(shù)量，2)此孔電極表面的細(xì)胞貼附狀態(tài)(緊密的還是松散的).因此，貼附在電極表面的生理狀態(tài)相似的同一種類的細(xì)胞越多，細(xì)胞指數(shù)越大.同樣的，細(xì)胞在電極表面貼附得越好(例如細(xì)胞延伸得更大從而有更大的接觸面積，或者細(xì)胞與電極表面貼附得更加緊密)，細(xì)胞指數(shù)越大.本發(fā)明的一方面提供了一種基于細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)的檢測方法，包括a)提供一套細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)，包括兩個或多個電極陣列，每個陣列都位于檢測器件(檢測板)的一個液體容器內(nèi)；b)將檢測器件連接到阻抗檢測儀；c)將細(xì)胞加入檢測器件的一個或者多個液體容器中；d)監(jiān)測至少一個有電極陣列和細(xì)胞的液體容器的細(xì)胞-基底阻抗.優(yōu)選的是，阻抗從至少一個液體容器中測得，至少在三個時間點(diǎn)獲得阻抗度量.從至少三個時間點(diǎn)測得阻抗值，作阻抗-時間依賴性曲線，產(chǎn)生一個或多個液體容器的一條或多條阻抗曲線。本系統(tǒng)另一方面提供了在阻抗測量系統(tǒng)中作細(xì)胞分析的方法，包括a)提供本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)，包含有兩個或多個電極陣列的器件，每個陣列位于器件的一個孔內(nèi)；b)將細(xì)胞導(dǎo)入器件的一個或多個孔中；c)測量至少一個孔的細(xì)胞-基底阻抗，孔包含電極陣列和細(xì)胞.優(yōu)選的是，在器件的一個或多個孔中，至少三個時間點(diǎn)測得阻抗值.優(yōu)選的是，從至少三個時間點(diǎn)獲得的阻抗測童或者從阻抗測量得到的阻抗值，繪制阻抗-時間依賴性曲線，產(chǎn)生一個或多個孔的一條或多條阻抗曲線.此方法可用來檢測細(xì)胞狀態(tài)，此處的細(xì)胞狀態(tài)包括但不限于細(xì)胞貼附或連接在基底包括電極上的狀態(tài)(例如細(xì)胞伸展程度，細(xì)胞貼附面積，細(xì)胞貼附緊密程度，細(xì)胞形態(tài))，細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)；孔中存活和/或死亡的細(xì)胞數(shù)；細(xì)胞骨架的變化和重建(重組)以及細(xì)胞進(jìn)入凋亡和/或死亡的數(shù)量.以上說的細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)檢測包括但不僅限于細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞存活、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)探測、細(xì)胞計(jì)數(shù)、細(xì)胞性狀控制、時間依賴性細(xì)胞毒性特征、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞激活或者刺激、受體配體結(jié)合、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化和細(xì)胞死亡、檢測或定量分析中和抗體、檢測特定的T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用、細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)上的受體配體結(jié)合篩選和測定，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)例中，須將細(xì)胞加入到有電極陣列的至少兩個孔中，以檢測至少兩個有電極陣列和細(xì)胞的孔阻抗。試驗(yàn)中所用細(xì)胞可以是從任何物種中分離出的原代細(xì)胞或細(xì)胞系.原代細(xì)胞可以來自血液或組織.細(xì)胞也可以是通過生物工程改造后的細(xì)胞，這些細(xì)胞內(nèi)引入了核酸或蛋白質(zhì).在某些實(shí)例中，在不同的孔中加入不同類型的細(xì)胞，可以對這些細(xì)胞的行為進(jìn)行對比.阻抗檢測分析可以持續(xù)從幾分鐘到幾天，甚至幾周.雖然本發(fā)明沒有要求，但優(yōu)選的是檢測3個或更多的時間點(diǎn)的阻抗.測量阻抗可以以規(guī)則或不規(guī)則，或者兩者結(jié)合的時間間隔進(jìn)行.在細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)檢測的一個實(shí)例中，我們以規(guī)則的時間間隔檢測細(xì)胞-基底阻抗.在本發(fā)明的一些實(shí)例中，我們可以不規(guī)則的時間間隔和特定時間段內(nèi)規(guī)則的時間間隔測量阻抗.可以在一個或多個頻率上檢測阻抗。例如某些實(shí)例中在每個檢測點(diǎn)以某個范閨的頻率檢測阻抗.比較好的辦法是，在大約1Hz到lOOMHz中間選取至少一個頻率檢測阻抗，更優(yōu)選的是，在大約lOOHz到2MHz之間選取至少一個頻率檢測阻抗.另一方面，本發(fā)明提供了一種細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)實(shí)時測試一種化合物對細(xì)胞作用效果的方法，包括a)提供一套上面描述的系統(tǒng)；b)將細(xì)胞加入到多孔器件的孔中；c)在含細(xì)胞的孔中加入化合物；d)以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔，檢測加化合物前和加化合物后的細(xì)胞-基底阻抗，這樣，時間依賴性的阻抗變化可以提供加入化合物之前的時間依賴性細(xì)胞狀態(tài)信息和化合物作用下時間依賴性細(xì)胞狀態(tài)信息.細(xì)胞狀態(tài)信息包括，但不限于細(xì)胞貼附或連接在基底包括電極上的狀態(tài)(例如細(xì)胞伸展程度，細(xì)胞貼附面積，細(xì)胞貼附緊密程度，細(xì)胞形態(tài))，細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)；孔中存活或死亡的細(xì)胞數(shù)；細(xì)胞骨架的變化和重組以及細(xì)胞進(jìn)入凋亡或死亡的數(shù)量.細(xì)胞狀態(tài)信息還可能包括引起以上一個或多種細(xì)胞狀態(tài)指示因子變化的所有化合物和細(xì)胞相互作用.例如，如果化合物與細(xì)胞表面受體結(jié)合并引起細(xì)胞形態(tài)變化，這種化合物和受體的結(jié)合就可以用檢測細(xì)胞一基底阻抗的方法檢測.以上說的細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)檢測包括但不僅限于細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞存活、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)探測、細(xì)胞計(jì)數(shù)、細(xì)胞性狀控制、時間依賴性細(xì)胞毒性特征、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞激活或者刺激、受體配體結(jié)合、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化和細(xì)胞死亡、檢測或定量分析中和抗體、特定的T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)上的受體配體結(jié)合篩選和測定.在上述基于細(xì)胞的分析的一個實(shí)例中，細(xì)胞-基底阻抗以規(guī)則的時間間隔測量.在可效仿實(shí)例中，在加入化合物之前和之后，阻抗以規(guī)則的時間間隔2h、lh、30min、15分鐘測量.在本申請中，實(shí)時檢測意味著我們可以以多種不同的時間分辨率測量細(xì)胞-基底阻抗.比如，測量可以以長一點(diǎn)的時間間隔(每個小時或每兩個小時)進(jìn)行，或者以短一點(diǎn)的時間間隔(每分鐘或幾分鐘)進(jìn)行.實(shí)時檢測并不意味著測量以持續(xù)不斷的方式進(jìn)行.換句話說，實(shí)時檢測并不意味著在每一個時刻都在測量.圖2顯示用此發(fā)明的方法檢測細(xì)胞增殖的結(jié)果.試驗(yàn)中，將H460細(xì)胞加入到本發(fā)明的16孔細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)器件的孔中，每個孔接種的初始細(xì)胞數(shù)是不同的.將與器件相連的系統(tǒng)的器件工作臺置于3"7TC，5%0:02的組織培養(yǎng)箱中.以15分鐘的時間間隔連續(xù)檢測細(xì)胞-基底阻抗，持續(xù)125小時.細(xì)胞指數(shù)由系統(tǒng)對每一個時間點(diǎn)計(jì)算得到并針對每個細(xì)胞接種數(shù)給出細(xì)胞生長(增殖)曲線.細(xì)胞生長曲線以對數(shù)(log)方式作困，給出了指數(shù)生長期和平臺生長期.困3顯示實(shí)時檢測NIH3T3細(xì)胞的貼壁及伸展過程的結(jié)果.將細(xì)胞接種到預(yù)先包被多聚賴氨酸(poly-L-lysine)或者纖連蛋白(fibronectin)的細(xì)胞-基底阻抗檢測器件.將器件與器件工作臺連接，將器件工作臺置于37TC,5%C02的組織培養(yǎng)箱中.通過檢測細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)的阻抗，來檢測細(xì)胞在不同包被表面的貼壁及伸展過程.阻抗每3分鐘檢測一次，檢測3小時.每一個時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)由阻抗檢測系統(tǒng)計(jì)算得到并以時間為參數(shù)作圖.困4檢測Cos-7細(xì)胞受表皮生長因子(EGF)刺激后形態(tài)改變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.將Cos-7細(xì)胞加入到本發(fā)明的16孔檢測器件的孔中.將檢測器件與細(xì)胞基底-測量系統(tǒng)的器件工作臺相連，器件工作臺置于37TC，5。/。C02的組織培養(yǎng)箱中，細(xì)胞在用50ng/mlEGF刺激前，血清饑俄處理8小時。對照組細(xì)胞沒有加EGF.阻抗每3分鐘檢測一次，檢測2小時，接著以1小時為間隔檢測14小時.細(xì)胞指數(shù)由系統(tǒng)計(jì)算得到并以時間為參數(shù)作圖.由于EGF引起的細(xì)胞膜褶皺以及肌動蛋白的運(yùn)動造成細(xì)胞指數(shù)在起始有一個跳躍.箭頭所指處為加入EGF的時間點(diǎn).Dl.細(xì)胞增殖分析本發(fā)明提供細(xì)胞增殖分析的方法.在這些分析中，阻抗值增加表示細(xì)胞數(shù)量增加.可對阻抗值作阻抗值-時間依賴性曲線，獲得本發(fā)明的細(xì)胞基底測量器件的孔中細(xì)胞的生長曲線.本發(fā)明提供獲得至少一條細(xì)胞生長曲線的方法，包括提供有兩個或兩個以上電極陣列的器件，每個陣列與器件的一個液體容器(孔)相對應(yīng)；將器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到一個或多個液體容器；在液體容器中接種細(xì)胞之后，在三個或更多個時間點(diǎn)測重一個或多個液體容器的阻抗值；對三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗值作時間依賴性曲線，產(chǎn)生一個或多個液體容器中細(xì)胞的至少一條生長曲線.本發(fā)明還提供用本發(fā)明的系統(tǒng)產(chǎn)生至少一條生長曲線的方法.這個系統(tǒng)包括多孔細(xì)胞-基底阻抗測量器件、阻抗分析儀、器件工作臺(器件檢測臺)、和軟件系統(tǒng).這個方法包括提供多孔細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到系統(tǒng)的一個或多個孔中；接種細(xì)胞后，在三個或更多個時間點(diǎn)測量一個或更多個孔的阻抗值；對三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗值做時間依賴性曲線，產(chǎn)生一個或多個孔的細(xì)胞生長曲線.優(yōu)選的是，能夠在四個或更多個時間點(diǎn)用本發(fā)明的器件或系統(tǒng)測量液體容器的阻抗值，其中的至少一個點(diǎn)是在細(xì)胞加入液體容器之前.優(yōu)選的是，阻抗值在從幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔來測量.在很多例子中，增殖分析可以通過幾個小時到幾天時間內(nèi)的阻抗值測量來完成.增殖分析時，優(yōu)選的是，在多于一個液體容器中(即復(fù)孔)接種有相同數(shù)量的同種細(xì)胞.在這種情況下，可以作在分析時間點(diǎn)上的，復(fù)孔測得的阻抗平均值與時間的關(guān)系曲線.優(yōu)選的是計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差.生長曲線可以通過作阻抗值-時間依賴性曲線獲得，也可以通過細(xì)胞指數(shù)-時間依賴性曲線獲得.細(xì)胞指數(shù)是由阻抗測量，計(jì)算得到的，可以是比如歸一化細(xì)胞指數(shù)或A細(xì)胞指數(shù).阻抗測量軸或者細(xì)胞指數(shù)軸(通常為y軸)可以選擇使用對數(shù)值.阻抗值可以是任何由阻抗度量得到的阻抗指數(shù)，包括但不局限于細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或者A細(xì)胞指數(shù).在特定的實(shí)例中，阻抗值也可以是計(jì)算得或原始測得的阻抗值.細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)和A細(xì)胞指數(shù))是作生長曲線的有用值，因?yàn)樗鼘⒆杩苟攘颗c細(xì)胞數(shù)量聯(lián)系起來.對于細(xì)胞生長曲線，在給定時間點(diǎn)的厶細(xì)胞指數(shù)可以通過將給定點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)減去基線點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)得到，基線點(diǎn)可以是細(xì)胞剛剛貼附且未進(jìn)入對數(shù)生長期的時間點(diǎn).優(yōu)選的是，阻抗值的確定、生長曲線的產(chǎn)生都用軟件進(jìn)行，并且優(yōu)選的是，用直接與阻抗分析儀連接的軟件.比如，用本發(fā)明的一個系統(tǒng)作生長分析，阻抗值可以由測量或者推算或者計(jì)算得到，生長曲線可以由控制并接受阻抗分析儀數(shù)據(jù)的軟件產(chǎn)生.由阻抗值或者細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)和厶細(xì)胞指數(shù))產(chǎn)生的生長曲線可以選擇性地用于計(jì)算細(xì)胞生長或行為的一個或多個動力學(xué)參數(shù).比如說，生長曲線可以用于計(jì)算停滯期的長度、細(xì)胞貼附時間、細(xì)胞貼附率或者細(xì)胞倍增時間.困2顯示實(shí)時檢測H460細(xì)胞增殖情況，細(xì)胞以不同的初始細(xì)胞數(shù)目接種在本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng).細(xì)胞增殖情況在超過125小時的時間內(nèi)每15分鐘記錄一次.對數(shù)形式的細(xì)胞生長曲線顯示細(xì)胞對數(shù)生長或者細(xì)胞的穩(wěn)定狀態(tài).此處顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線可以用于計(jì)算細(xì)胞倍增時間，例如，觀察細(xì)胞初始接種密度為卯O個細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù).細(xì)胞指數(shù)從0.3增長到3.0大約用了57小時(大概55小時到112小時之間)所以細(xì)胞指數(shù)倍增時間大約是17(-log(2)*57)個小時.假如在這個范閨內(nèi)，細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞指數(shù)存在線性關(guān)系，那么細(xì)胞倍增時間等于細(xì)胞指數(shù)倍增時間.所以，細(xì)胞倍增時間(DT)約為17.2小時.另外一個計(jì)算細(xì)胞指數(shù)倍增之間的簡單方法就是畫出細(xì)胞指數(shù)增加到兩倍所需要的時間.比如，初始細(xì)胞接種數(shù)目為900個細(xì)胞的細(xì)胞指數(shù)曲線，細(xì)胞指數(shù)從1.0(大概82小時)改變到2.0(大概99小時)所需的時間約為17個小時，那么細(xì)胞指數(shù)倍增時間是17個小時.困3用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)實(shí)時檢測NIH3T3細(xì)胞貼附和伸展.細(xì)胞接種到包被有多聚賴氨酸或纖維蛋白的器件上.細(xì)胞在不同包被表面的貼附和伸展3個小時內(nèi)每3分鐘被實(shí)時檢測一次.用困3顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線，我們可以計(jì)算細(xì)胞貼附時間和細(xì)胞貼附率.細(xì)胞加入孔中(閨3中的零點(diǎn))后，初始細(xì)胞指數(shù)迅速増加，反映細(xì)胞伸展和貼附過程.細(xì)胞指數(shù)從零增加到最大值或者穩(wěn)定值的時間，就是細(xì)胞貼附的時間(假設(shè)細(xì)胞接種后的初始階段沒有細(xì)胞分裂和生長).對于NIH3T3細(xì)胞，細(xì)胞在纖維蛋白包被的孔中的貼附時間約為1.2小時，而在多聚賴氨酸包被孔中的貼附時間約為3.5小時.細(xì)胞貼附率定義為1除以細(xì)胞貼附時間.所以，NIH3T3細(xì)胞在纖維蛋白和多聚賴氨酸包被的孔中的貼附率分別為0.83每小時和0.29每小時.圖4用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)實(shí)時檢測Cos-7細(xì)胞形態(tài)改變.細(xì)胞經(jīng)過8個小時的血清饑俄和有或沒有50ng/mlEGF刺激處理.細(xì)胞形態(tài)的改變在2個小時時間內(nèi)每3分鐘檢測一次，之后14個小時，每小時檢測一次.EGF處理的細(xì)胞的初始跳躍應(yīng)歸于EGF引起的膜皺縮和肌動蛋白活動.箭頭指示EGF刺激的點(diǎn).用圖4顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線，我們可以計(jì)算細(xì)胞貼附時間和細(xì)胞貼附率.細(xì)胞加入孔中(困4中的零點(diǎn))后，初始細(xì)胞指數(shù)迅速增加，反映細(xì)胞伸展和貼附過程.細(xì)胞指數(shù)從零增加到最大值或者穩(wěn)定值的時間，就是細(xì)胞貼附的時間(假設(shè)細(xì)胞接種后的初始階段沒有細(xì)胞分裂和生長).對于此處的Cos-7細(xì)胞，細(xì)胞貼附時間約為4小時.細(xì)胞貼附率定義為l除以細(xì)胞貼附時間.就Cos-7細(xì)胞來說，細(xì)胞貼附率約為0.25每小時.進(jìn)一步，我們可以計(jì)算停滯期的長度.停滯期相當(dāng)于完成細(xì)胞貼附后細(xì)胞進(jìn)入增長期的時間.圖中的細(xì)胞指數(shù)曲線顯示細(xì)胞貼附在4個小時完成.細(xì)胞在大約9個小時出現(xiàn)細(xì)胞指數(shù)的重大增長，指示細(xì)胞的增長.所以停滯期的時間為5個小時(=9小時-4小時)。比較兩種或更多種細(xì)胞的生長曲線用本發(fā)明的方法做增殖分析時，可以在分開的孔中接種兩種或更多種細(xì)胞，獲得兩種或更多種細(xì)胞的生長曲線.生長曲線或由生長曲線得到的動力學(xué)參數(shù)可以進(jìn)行對比.在這個方面，本發(fā)明包括產(chǎn)生至少兩種細(xì)胞的生長曲線的方法提供擁有兩個或更多個電極陣列的檢測器件(檢測板)，每個陣列與一個液體容器相對應(yīng)；將檢測器件連接到阻抗分析儀；將兩種或更多種細(xì)胞接種到兩個或更多個液體容器，其中至少一個液體容器接受一種細(xì)胞，至少另一個液體容器接受另一種細(xì)胞，以此提供兩個或更多個液體容器來比較兩種或更多種細(xì)胞；加入兩種或更多種細(xì)胞到兩個或更多個液體容器后，在三個或更多個時間點(diǎn)，檢測兩個或更多個接種不同細(xì)胞的液體容器的阻抗；對三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗作時間依賴性曲線，產(chǎn)生兩個或更多個細(xì)胞的生長曲線，本發(fā)明還提供用本發(fā)明的系統(tǒng)產(chǎn)生至少一條生長曲線的方法，這個系統(tǒng)包括一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測量器件、一個阻抗分析儀、一個器件工作臺(器件檢測臺)和一個軟件程序。具體方法為提供多孔細(xì)胞-基底阻抗測重系統(tǒng)；接種兩種或更多種細(xì)胞到檢測器件的兩個或更多個孔，其中至少一個孔接受一種細(xì)胞，至少另一個孔接受另一種細(xì)胞，以提供兩個或更多個含兩種或更多種細(xì)胞的孔；在兩個或更多個孔中，加入兩種或更多種細(xì)胞后，在三個或更多個時間點(diǎn)檢測兩個或更多個舍不同種類細(xì)胞的孔的阻抗；做三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗-時間依賴性曲線，產(chǎn)生兩種或更多種細(xì)胞的生長曲線。優(yōu)選的是，在上迷細(xì)胞增殖分析中，測量阻抗在四個或更多個時間點(diǎn)進(jìn)行，其中至少一個點(diǎn)是在細(xì)胞加入液體容器之前，優(yōu)選的是阻抗值在幾分鐘或幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔來測量.例如，幾個小時到幾天時間內(nèi)的某個區(qū)間.增殖分析時，優(yōu)選的是，作重復(fù)孔的實(shí)驗(yàn)，即多于一個液體容器中接種有相同數(shù)量的同種細(xì)胞.在這種情況下，可以作在分析時間點(diǎn)上的從重復(fù)孔測得的阻抗平均值與時間的關(guān)系曲線.優(yōu)選的是，計(jì)算一下平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差.不同類型的細(xì)胞生長曲線可以通過上述方法獲得.阻抗或者阻抗值，比如細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或者A細(xì)胞指數(shù)，可以作時間依賴性曲線.阻抗度量軸或者細(xì)胞指數(shù)軸(通常為y軸)可以選擇使用對數(shù)值.由阻抗值或者細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)和A細(xì)胞指數(shù))得到的生長曲線可以選擇性地用于計(jì)算細(xì)胞生長和細(xì)胞活動的一個或多個動力學(xué)參數(shù).比如，生長曲線可以用于計(jì)算停滯期的長度、細(xì)胞貼附時間、細(xì)胞貼附率或者細(xì)胞倍增時間.優(yōu)選的是，兩種或更多種不同細(xì)胞的生長曲線，或者由兩種或更多種不同細(xì)胞的生長曲線得到的動力學(xué)參數(shù)可以進(jìn)行比較，確定不同細(xì)胞在增殖模式、增值率或能由生長曲線得到的動力學(xué)參數(shù)上的不同.這些不同種類的細(xì)胞可以是任何種類的，包括從動物或人血液或組織中分離出來的原代細(xì)胞，或細(xì)胞系中的細(xì)胞.例如，兩種原代癌癥細(xì)胞，或者不同階段的同種原代癌癥細(xì)胞的增值率可以進(jìn)行比較.另舉一例，不同基因型個體的原代細(xì)胞也可以進(jìn)行比較.另外，原代細(xì)胞或干細(xì)胞細(xì)胞系的增值率可以進(jìn)行比較.另外，一個細(xì)胞系的對照細(xì)胞和經(jīng)過基因修飾的細(xì)胞的生長曲線或者參數(shù)可以進(jìn)行比較.另外，病毒慼染的細(xì)胞和對照細(xì)胞的生長曲線或參數(shù)可以進(jìn)行比較.D2.用細(xì)胞-基底阻抗系統(tǒng)將細(xì)胞定量化本發(fā)明包含細(xì)胞定量化的方法，包括提供有兩個或更多個電極陣列的檢測器件，每個陣列對應(yīng)器件的一個液體容器；將檢測器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到一個或多個液體容器(孔)；將細(xì)胞加入一個或多個液體容器后，在一個或多個時間點(diǎn)測量一個或多個液體容器的阻抗值；獲取一個或多個時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)；用細(xì)胞指數(shù)來確定一個或多個時間點(diǎn)上，一個或多個液體容器中的細(xì)胞數(shù)量.細(xì)胞指數(shù)是這樣確定細(xì)胞數(shù)量的，用一個公式將細(xì)胞指數(shù)和細(xì)胞數(shù)量聯(lián)系起來.公式通過以下步驟獲得提供細(xì)胞基底測量器件；將器件連接到阻抗測量設(shè)備；將細(xì)胞接種到一個或多個液體容器；測量一個或多個含細(xì)胞的液體容器的阻抗；通過阻抗計(jì)算細(xì)胞指數(shù)；測量阻抗值的時候，用不同于阻抗測量的方法確定細(xì)胞數(shù)重；獲得聯(lián)系兩個或更多個時間點(diǎn)，一個或更多個液體容器中的細(xì)胞數(shù)量和阻抗值的公式，在獲得上述方法中的公式的實(shí)例中，有時，接入孔的細(xì)胞數(shù)重是已知的，或可在加入孔之前預(yù)先確定的.在這種情況下，可以假設(shè)在測量阻抗以獲取公式時，細(xì)胞數(shù)量沒有改變或只有輕微改變.用不同于阻抗測量的方法確定細(xì)胞數(shù)量可以是細(xì)胞板計(jì)數(shù)、血球計(jì)計(jì)數(shù)、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)或者庫爾特(Coiilter)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù).這種方法也可以用本發(fā)明的一個阻抗測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這個系統(tǒng)包含一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測重器件，一個阻抗分析儀，一個器件工作臺，和控制軟件.具體方法為提供多孔細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到一個或多個孔中；在一個或多個孔中加入細(xì)胞后，在一個或多個時間點(diǎn)測量一個或多個包含細(xì)胞的孔的阻抗；獲得一個或多個時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)；用細(xì)胞指數(shù)確定上述一個或多個時間點(diǎn)的至少一個孔的細(xì)胞數(shù)量.有公式將細(xì)胞指數(shù)和細(xì)胞數(shù)量聯(lián)系起來，通過這個公式，細(xì)胞指數(shù)可以用來確定細(xì)胞數(shù)量.這個公式是通過如下步驟獲得的提供細(xì)胞基底測量系統(tǒng)，系統(tǒng)擁有至少一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測重器件；將細(xì)胞加入到系統(tǒng)檢測器件的一個或多個孔中；在兩個或更多個時間點(diǎn)測量含有細(xì)胞的一個或多個孔的阻抗；在兩個或更多個時間點(diǎn)，通過阻抗計(jì)算細(xì)胞指數(shù)；用不同于阻抗測童的方法，確定兩個或更多個時間點(diǎn)，一個或多個孔的細(xì)胞數(shù)量；獲得一個或多個孔中，兩個或更多個時間點(diǎn)，細(xì)胞數(shù)量和阻抗的相互關(guān)系公式。在獲得上述方法中的公式的實(shí)例中，有時，接入孔的細(xì)胞數(shù)量是已知的，或可在加入孔之前預(yù)先確定的。在這種情況下，可以假設(shè)在測量細(xì)胞阻抗以獲取公式時，細(xì)胞數(shù)量沒有改變或只有輕微改變.用不同于阻抗測量的方法確定細(xì)胞數(shù)量可以是細(xì)胞板計(jì)數(shù)、血球計(jì)計(jì)數(shù)、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)或者庫爾特(CoWter)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù).用細(xì)胞-基底阻抗測重設(shè)備，比如此處所描述的設(shè)備作分析時，對于給定細(xì)胞類型，細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)和A細(xì)胞指數(shù))和細(xì)胞數(shù)量相關(guān)的公式可以在分析中用于測定給定細(xì)胞的數(shù)量.通常，對于給定細(xì)胞類型或者在相似生理?xiàng)l件下的細(xì)胞，細(xì)胞指數(shù)和細(xì)胞數(shù)量相關(guān)的公式可以用于以后的分析，而不需要每次分析都計(jì)算一次公式.但是，必須指出的是，這個公式只有在與獲得公式時有相同生理?xiàng)l件的情況下才有效.如杲細(xì)胞情況不同，比如培養(yǎng)基的組成改變，或者細(xì)胞貼附表面變換，那么這個公式就不再適用.另一個例子中，如果細(xì)胞在某次分析中處于對數(shù)生長期，在另一次分析中處于停滯期，那么這個公式也不再適用.另一點(diǎn)值得一提的是，獲取的細(xì)胞指數(shù)或阻抗也依賴于細(xì)胞貼附于表面的情況和細(xì)胞的形態(tài).如果在一次分析中，細(xì)胞形態(tài)或者細(xì)胞貼附改變了，那么我們需要區(qū)分這些改變是由細(xì)胞數(shù)量改變、細(xì)胞形態(tài)改變還是細(xì)胞貼附改變造成的.作為一個例子，我們可以獲得NIH3T3細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)條件下，細(xì)胞指數(shù)和細(xì)胞數(shù)量之間的相關(guān)公式.這個特定例子中，將細(xì)胞指數(shù)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞數(shù)量的公式是細(xì)胞數(shù)量-2000*細(xì)胞指數(shù)-145.為了測試這個公式，我們發(fā)現(xiàn)用困8所示的方法基于細(xì)胞指數(shù)數(shù)據(jù)估計(jì)的細(xì)胞數(shù)量與實(shí)際接種的細(xì)胞數(shù)重之間的誤差低于20%.D3.基于細(xì)胞的檢測測試化合物對細(xì)胞的影響另一方面，本發(fā)明提供了一種基于細(xì)胞的檢測來測試一種或多種化合物對細(xì)胞影響的方法，包括準(zhǔn)備一套本發(fā)明的檢測器件(檢測板)，包含兩個或更多個電極陣列，每個陣列對應(yīng)于器件上的一個液體容器(孔)；將檢測器件連接到阻抗分析儀上；將細(xì)胞加入一個器件的兩個或者多個有電極陣列的液體容器(孔)中；在一個或多個有電極陣列和細(xì)胞的液體容器中的一個中加入至少一種化合物，提供至少一個有測試化合物的液體容器；準(zhǔn)備至少一個對照液體容器(孔)，加入細(xì)胞，但不接受化合物測試；至少在三個時間點(diǎn)檢測加化合物后一個或者多個孔的細(xì)胞-基底阻抗，分析一個或多個測試化合物的孔和一個或多個對照孔的阻抗值，阻抗的改變可以提供細(xì)胞對一種或多種化合物反應(yīng)的信息.本發(fā)明的相關(guān)方面也提供基于細(xì)胞的分析，以研究一個或多個測試化合物對細(xì)胞的作用.該系統(tǒng)包括一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測量器件、一個阻抗分析儀、一個器件工作臺(檢測板工作臺或器件檢測臺，包含涉及檢測器件、連接兩個或多個電極陣列到阻抗分析儀的電子線路)、控制工作臺并記錄分析阻抗分析儀數(shù)據(jù)的軟件.具體方法為準(zhǔn)備一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到器件的兩個或更多個孔中；加入至少一種測試化合物到兩個或多個有細(xì)胞的孔的至少一個孔中，獲得至少一個測試孔；準(zhǔn)備至少一個對照孔，接種細(xì)胞，但是不加入測試化合物；在加入一種或多種化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，測試一個或多個加有化合物的孔和一個或多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗.加入一種或多種化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，分析一個或多個加有化合物的孔和一個或多個未加化合物的對照孔的阻抗，阻抗的變化可以提供細(xì)胞對一種或多種化合物的反應(yīng)的信息.測試的化合物可以是任何化合物，包括大分子、小分子、復(fù)合物、有機(jī)分子、無機(jī)分子、生物分子如，但不限于，脂、類固醇、碳水化合物、脂肪酸、氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核酸或它們的任何結(jié)合產(chǎn)物.測試的化合物可以是合成的化合物、自然生成的化合物、自然生成化合物的衍生物等等.測試化合物的結(jié)構(gòu)可以是已知的也可以是未知的.細(xì)胞對一種或多種化合物的反應(yīng)的信息包括，但不限于細(xì)胞貼附或連接在底層包括電極上的狀態(tài)(例如細(xì)胞伸展程度，細(xì)胞貼附面積，細(xì)胞貼附緊密程度，細(xì)胞形態(tài))，細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)；孔中存活或死亡的細(xì)胞數(shù)；細(xì)胞骨架的變化和重建以及細(xì)胞進(jìn)入凋亡或死亡的數(shù)量.細(xì)胞狀態(tài)信息還包括引起以上細(xì)胞狀態(tài)指示因子變化的所有化合物和細(xì)胞相互作用.例如，如果化合物與細(xì)胞表面受體結(jié)合并引起細(xì)胞形態(tài)變化，這種化合物和受體的結(jié)合就可以用檢測細(xì)胞-基底阻抗的方法檢測.試驗(yàn)中所用細(xì)胞可以是從任何物種中分離出的原代細(xì)胞或細(xì)胞系細(xì)胞.細(xì)胞也可以是通過生物工程改造后的細(xì)胞(例如，細(xì)胞來源于有基因修飾的生物，如基因敲除生物，或者細(xì)胞用生物工程方法過量表達(dá)某種內(nèi)源或外源基因，或者細(xì)胞正常的基因表達(dá)被反意分子或siRNA調(diào)控.)在某些實(shí)例中，不同孔內(nèi)加入不同類型的細(xì)胞以比較它們對一種或多種化合物的反應(yīng).用上述方法所作的細(xì)胞分析包括，但不局限于細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞存活、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)檢測、細(xì)胞定量化、細(xì)胞性狀或質(zhì)量控制、時間依賴性細(xì)胞毒性分析、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、病毒、細(xì)菌或環(huán)境毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化或細(xì)胞死亡、中性化抗體定量化、特異T細(xì)胞介導(dǎo)的毒性效應(yīng)、用于篩選或衡量配體-受體結(jié)合的細(xì)胞分析.本發(fā)明研究測試化合物對細(xì)胞的作用的方法中，優(yōu)選的是，在加入上述至少一種化合物到上述至少一個化合物測試孔之前的至少一個時間點(diǎn)，作阻抗測重.優(yōu)選的是，能夠在四個或四個以上時間點(diǎn)測量阻抗，其中至少一個時間點(diǎn)在加入一種或多種測試化合物之前.優(yōu)選的是，在分析期間，比如幾個小時到幾天，以規(guī)則或不規(guī)則的幾分鐘到幾天的時間間隔來檢測阻抗.以上細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)測試的一個實(shí)例中，加入測試化合物前至少有一個細(xì)胞-基底阻抗檢測點(diǎn)，此后以固定間隔檢測.例如加入化合物前以一個或多個間隔測量阻抗，加入化合物后以固定的2小時、1小時、30分鐘或者15分鐘為間隔測重.優(yōu)選的是，阻抗以固定時間間隔測量三次以上.在當(dāng)前應(yīng)用中，實(shí)時檢測意味著允許使用不同的時間分辨率測量細(xì)胞-基底阻抗，例如以較長的時間間隔如1小時或2小時測量，或以較短的時間間隔如1分鐘或幾分鐘測量.可以以一個或多個頻率檢測阻抗。例如某些實(shí)例中在每個檢測點(diǎn)用一段頻率檢測阻抗.較優(yōu)選的是，是在大約1Hz到100MHz中間選取至少一個頻率檢測阻抗，優(yōu)選的是，在大約100Hz到2MHz之間選取至少一個頻率檢測阻抗，優(yōu)選的是，作以下測試化合物分析的重復(fù)，即在多于一個孔的細(xì)胞中加入相同濃度的相同化合物.在這種情況下，測量時間點(diǎn)上的阻抗值可以用重復(fù)孔的平均值.優(yōu)選的是，能夠計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差.本發(fā)明的方法中，阻抗分析可以包含作阻抗-時間依賴性曲線，獲得至少一種被測化合物的阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線。至少一種被測化合物阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線作比較，如果有明顯區(qū)別的話，確定一個時間段，即被測化合物阻抗曲線與對照阻抗曲線有明顯不同的時間段，表明這個時間段化合物對細(xì)胞有作用效果.例如，被測化合物阻抗曲線明顯不同于對照曲線的時間段，可以假設(shè)被測化合物影響以下一個或多個細(xì)胞狀態(tài)，比如細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、細(xì)胞骨架的組織或功能、或者細(xì)胞凋亡或死亡.本發(fā)明優(yōu)選，但并不要求，對有細(xì)胞和被測化合物的孔的阻抗測量數(shù)據(jù)與有細(xì)胞但沒有化合物的孔的阻抗測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比.例如，我們可以比較加入化合物前的一個時間點(diǎn)或多個時間點(diǎn)的阻抗分析與加入化合物之后的一個時間點(diǎn)或多個時間點(diǎn)的阻抗分析.這樣的比較可以直接用于評估細(xì)胞對加入化合物的反應(yīng).另外，我們還可以用獲得的阻抗值計(jì)算細(xì)胞指數(shù)(或細(xì)胞數(shù)量指數(shù)).計(jì)算細(xì)胞指數(shù)(細(xì)胞數(shù)量指數(shù))的方法在此處和以前的美國專利申請?zhí)?0/705,447，美國專利申請?zhí)?0/987,732中已說明.該兩個專利申請中關(guān)于細(xì)胞數(shù)目指數(shù)和它的計(jì)算的說明都以參考文獻(xiàn)的方式被整合到本申請中.我們可以比較分別由加入化合物的測試孔和不加化合物的對照孔的阻抗值計(jì)算得到的細(xì)胞指數(shù)，來估計(jì)化合物對細(xì)胞的作用.換個做法，我們可以比較分別由加入化合物之前的一個或多個時間點(diǎn)和加入化合物之后的一個或多個時間點(diǎn)的阻抗值計(jì)算得到的細(xì)胞指數(shù)，來估計(jì)化合物對細(xì)胞的作用.在一些優(yōu)選實(shí)例中，細(xì)胞指數(shù)可以用來指示細(xì)胞毒性.在本申請的C部分，我們已經(jīng)說明了從阻抗值計(jì)算細(xì)胞指數(shù)的方法.可以對至少三個時間點(diǎn)的至少一個測試孔和至少一個對照孔的細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)和A細(xì)胞指數(shù))作時間依賴性曲線，獲得一條或多條被測化合物細(xì)胞指數(shù)曲線和一條或多條對照細(xì)胞指數(shù)曲線.比較一條或多條被測化合物細(xì)胞指數(shù)曲線和一條或多條對照細(xì)胞指數(shù)曲線，確定被測化合物曲線和對照曲線有明顯差異的時間段(如果有的話)，即化合物對細(xì)胞有作用的時間段.例如，被測化合物曲線與對照曲線有明顯差異的時間段，可以假設(shè)被測化合物影響以下一個或多個細(xì)胞狀態(tài)，比如細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、細(xì)胞骨架的組織或功能、或者細(xì)胞凋亡或死亡.一個或多個被測化合物孔和一個或多個對照孔的三個或更多個時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)可以用來計(jì)算三個或更多個時間點(diǎn)的細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)或者細(xì)胞指數(shù)對時間的二階導(dǎo)數(shù).細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)的計(jì)算方法已在本申請的C部分說明，給定時間點(diǎn)的CCI值可以確定為約等于0.7/DT、遠(yuǎn)大于0.7/DT、大于零且小于0.7/DT、約等于零、小于零、或遠(yuǎn)小于零.這些值可以指示分析點(diǎn)細(xì)胞的行為CCI約等于0.7/DT表明細(xì)胞以指數(shù)增長率增長；CCI遠(yuǎn)大于0.7/DT說明細(xì)胞增長率大于指數(shù)增長率；CCI大于零且小于0.7/DT說明細(xì)胞增長率小于指數(shù)增長率；CCI約等于零說明沒有增長(恒定的細(xì)胞指數(shù))；CCI小于零說明細(xì)胞從基底上去貼附；CCI遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于零說明細(xì)胞從基底上快速去貼附.對于給定時間點(diǎn)的分析，對照孔和被測化合物孔CCI值的不同可以說明化合物對細(xì)胞有作用的時間，還可以提供化合物作用類型的信息.CCI還可以進(jìn)一步用于獲取被測化合物的效用信息，作至少三個時間點(diǎn)，被測化合物孔和對照孔CCI時間依賴性曲線，獲取至少一個對照孔和至少一個測試孔的細(xì)胞變化指數(shù)曲線(CCI曲線)。比較一個或多個被測化合物CCI曲線和一個或多個對照CCI曲線，獲得細(xì)胞對上述至少一種測試化合物反應(yīng)的細(xì)胞狀態(tài)或行為的信息.細(xì)胞狀態(tài)或行為為以下狀態(tài)之一細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)；細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)；生長細(xì)胞和死亡細(xì)胞的數(shù)重；細(xì)胞骨架的改變或重組織；凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量.^,一神浙^^勿^為、浙本發(fā)明還提供比較一種化合物對兩種或更多種細(xì)胞的作用的方法。一方面，此方法具體為準(zhǔn)備一個擁有兩個或更多個電極陣列的檢測器件(檢測板)，每個電極陣列與器件的一個液體容器(孔)相對應(yīng)；將檢測器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到兩個或更多個有電極陣列的孔中，其中至少一個孔接種一種細(xì)胞，至少另一個孔接種另一種細(xì)胞；將被測化合物加入到一個或多個接種有一種細(xì)胞的孔，將被測化合物加入到一個或多個接種有另一種的細(xì)胞的孔，以提供至少兩個含不同細(xì)胞的被測化合物的孔；準(zhǔn)備至少兩個對照孔不加化合物，至少一個對照孔加入一種細(xì)胞，至少另一個對照孔加入另一種細(xì)胞；在加入一種或多種化合物后的至少三個時間點(diǎn)，檢測兩個或更多個有不同種細(xì)胞的被測化合物孔和兩個或更多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗；分析阻抗值，阻抗值來自加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)測量的兩個或更多個含不同種細(xì)胞的加入被測化合物的孔和兩個或多個對照孔，阻抗值改變可以得知細(xì)胞對一種或多種被測化合物的反應(yīng).本發(fā)明的相關(guān)方面還提供研究一種或多種被測化合物對細(xì)胞的作用的細(xì)胞分析方法，此方法用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)進(jìn)行，該系統(tǒng)包括多孔細(xì)胞-基底阻抗檢測器件、阻抗分析儀、器件工作臺(器件檢測臺，包括連接檢測器件，并連接器件的兩個或更多個電極陣列到阻抗分析儀的電子電路)、控制器件工作臺并記錄分析來自阻抗分析儀的數(shù)據(jù)的軟件.方法具體為準(zhǔn)備一個多孔細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到兩個或更多個有電極陣列的孔中，其中至少一個孔接種一種細(xì)胞，至少另一個孔接種另一種細(xì)胞；將一種被測化合物加入到一個或多個接種有一種細(xì)胞的孔，將此被測化合物加入到一個或多個接種有另一種的細(xì)胞的孔，提供至少兩個有不同種細(xì)胞的被測化合物孔；準(zhǔn)備至少兩個孔不加化合物但加入不同種細(xì)胞作為對照，其中至少一個孔加入一種細(xì)胞，至少另外一個孔加入另一種細(xì)胞；在加入一種或多種化合物后的至少三個時間點(diǎn)，檢測兩個或更多個有不同種細(xì)胞的被測化合物孔和兩個或更多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗；分析阻抗值，阻抗值來自加入一種或多種化合物之后的至少三個時間點(diǎn)測量的兩個或更多個含不同種細(xì)胞的加入被測化合物的孔和一個或多個對照孔，阻抗值改變可以得知細(xì)胞對一個或多個被測化合物的反應(yīng).本發(fā)明研究被測化合物對細(xì)胞的作用的方法中，優(yōu)選的是，在至少兩個孔中加入化合物之前，至少在一個時間點(diǎn)測重至少兩個含不同細(xì)胞的被測化合物孔的阻抗.更優(yōu)選的是能夠測量四次或更多次的阻抗，其中至少一次是在加入一種或多種測試化合物之前.優(yōu)選的是，阻抗測量在幾個小時到幾天的分析期間能以幾分鐘到幾天的規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.在上述細(xì)胞分析的一個實(shí)例中，在加入被測化合物之前，至少測量一次細(xì)胞-基底阻抗，加入化合物之后以規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.例如，加入化合物之前，以一個或多個時間間隔測量阻抗；加入化合物之后以規(guī)則的2個小時、1個小時、30分鐘或15分鐘的時間間隔測量阻抗.優(yōu)選的是，能夠以規(guī)則的時間間隔測量三次或更多次阻抗.在本申請中，實(shí)時分析意味著允許以多種時間分辨率測量細(xì)胞-基底阻抗，比如，以長一點(diǎn)的時間間隔比如每個小時或每兩個小時測一次，或者以短一點(diǎn)的時間比如每分鐘或幾分鐘測一次.可以以一個或多個頻率檢測阻抗.例如某些實(shí)例中在每個檢測點(diǎn)用一段頻率檢測阻抗.優(yōu)選的是，在lHz到大概100MHz中間選取至少一個頻率檢測阻抗，更優(yōu)選的是，是在lOOHz到大約2MHz之間選取至少一個頻率檢測阻抗.如先前對化合物分析的描述，被測化合物可以是任何對細(xì)胞的作用可研究的化合物.比較細(xì)胞反應(yīng)所用的被測化合物可以是化合物對其中至少一種細(xì)胞的作用已知，或者對所有待分析細(xì)胞的作用都未知.本發(fā)明所選的方法中，細(xì)胞至少接種到三個孔，每個孔都有一個電極陣列，并且至少一個孔包含電極陣列和沒有加化合物的細(xì)胞.對照孔不加化合物，它的阻抗值可以與加化合物的孔進(jìn)行對比，確定被測化合物對細(xì)胞的作用.如先前對化合物分析的描述，分析中所用的細(xì)胞可以是從任何物種(species)分離的原代細(xì)胞，也可以是細(xì)胞系的細(xì)胞.在一些優(yōu)選實(shí)例中，不同種類的細(xì)胞是不同個體的同種細(xì)胞，所以有不同的基因型.一種或多種細(xì)胞可以是基因工程細(xì)胞(例如，細(xì)胞來自基因修飾過的組織，如基因敲除組織、過表達(dá)內(nèi)源基因或轉(zhuǎn)入基因的細(xì)胞、正?；虮磉_(dá)經(jīng)過反義分子或RNA靜默處理).在這些情況下，基因修飾的細(xì)胞可以與對照細(xì)胞進(jìn)行比較.在另外一個例子中，比較處于不同分化階段或不同基因型的干細(xì)胞對生長因子的反應(yīng)，在另外的例子中，細(xì)胞可以是癌細(xì)胞，測試被測化合物的細(xì)胞毒性.細(xì)胞可以是分離自不同個體上相同類型，或不同癌細(xì)胞系或相同類型但不同階段的癌細(xì)胞的同種原代癌細(xì)胞.在一些實(shí)例中，在不同孔中加入三種或更多種細(xì)胞，比較一種或多種化合物對三種或更多種細(xì)胞的行為的作用.在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例中，對于每種細(xì)胞，需要有一個不加測試化合物的對照.我們可以進(jìn)行很多分析，研究測試化合物對兩種或更多種細(xì)胞的作用.這種分析包括，但不局限于，細(xì)胞粘著分析、細(xì)胞凋亡分析、細(xì)胞分化分析、細(xì)胞增殖分析、細(xì)胞生存分析、細(xì)胞毒性分析、細(xì)胞形態(tài)檢測分析、細(xì)胞定量化分析、細(xì)胞性狀控制分析、時間相關(guān)毒性分析、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激分析、受體-配體結(jié)合分析、病毒或細(xì)菌或環(huán)境毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化和細(xì)胞死亡分析、檢測或定重中性化抗體、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)分析、篩選或測量抗體-受體結(jié)合的細(xì)胞水平分析.本發(fā)明的分析，優(yōu)選的是，作重復(fù)被測化合物分析，即在多于一個的孔中接種同種細(xì)胞、加入同樣濃度的同種化合物.在這種情況下，分析點(diǎn)的阻抗值可以是重復(fù)孔的平均值.優(yōu)選的是，計(jì)算一下平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差.比較笫一笫二種細(xì)胞的時間依賴性反應(yīng)，看它們的反應(yīng)有多少相似和差異.本發(fā)明中的一種方法中，作含第一種細(xì)胞的孔的阻抗的時間依賴性曲線，給出笫一種細(xì)胞的阻抗曲線；作含第二種細(xì)胞的孔的阻抗的時間依賴性曲線，給出第二種細(xì)胞的阻抗曲線.包含不同細(xì)胞的孔的細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)或A細(xì)胞指數(shù))可以從阻抗數(shù)據(jù)計(jì)算得到，然后作時間依賴性曲線，得到細(xì)胞指數(shù)曲線.不同細(xì)胞種類的阻抗曲線或細(xì)胞指數(shù)曲線進(jìn)行比較，可以確定它們對化合物反應(yīng)的時間段、反應(yīng)的強(qiáng)度(反應(yīng)的幅值)、反應(yīng)時間長短的相似與不同.從對照孔得到每種細(xì)胞不加化合物的對照阻抗曲線和細(xì)胞指數(shù)曲線，與被測化合物曲線比較，確定特定化合物對每種細(xì)胞的作用.化合物對兩種或多種細(xì)胞中的一種或多種細(xì)胞的作用可以是對以下細(xì)胞狀態(tài)的影響細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、生存細(xì)胞和死亡細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞骨架組織或功能、被測化合物作用下細(xì)胞凋亡或壞死的數(shù)量.我們可以設(shè)計(jì)研究化合物對特定細(xì)胞過程或活動的影響.分析中，化合物對至少一種細(xì)胞的作用可能已知.化合物對至少一種細(xì)胞的作用機(jī)理可能已知.在這些情況下，化合物作用后，一種或多種細(xì)胞與已知反應(yīng)的細(xì)胞進(jìn)行比較，可以獲得它們對此化合物的反應(yīng)相似或不同的信息.在本方法的一個優(yōu)選實(shí)例中，比較特定種類的細(xì)胞對某種化合物的時間依賴性細(xì)胞毒性反應(yīng).細(xì)胞毒性分析提供一種或多種細(xì)胞對化合物的敏感性信息.困IOA和B是多種細(xì)胞(表1列出)對olomoucine的反應(yīng)，由本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量細(xì)胞檢測.將給定細(xì)胞系接種到圖1所示加工有電子傳感器陣列的微孔器件.Olomoucine處理之前和之后，間隔15或30或60分鐘持續(xù)檢測細(xì)胞反應(yīng).這些細(xì)胞指數(shù)曲線的比較顯示，它們存在相似性.舉100uMolomoucine處理的例子.測試大重種類的細(xì)胞，在某段時間(比如IO、20或30小時)，olomoucine處理導(dǎo)致幾乎恒定的細(xì)胞指數(shù).這與olomoucine是一種細(xì)胞周期阻斷化合物有關(guān)，加入化合物后，細(xì)胞不再分裂，所以細(xì)胞數(shù)量不再改變，但細(xì)胞仍然活著.所以在這個時間段，細(xì)胞指數(shù)不再隨著時間改變.幾乎平衡的細(xì)胞指數(shù)曲線也在rescovitine處理后得到，這是另外一種導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯的化合物.圖IOA和圖IOB顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線與困9A和圖9B、圖IIA和困IIB顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線有很大的不同，它們的化合物有不同的作用機(jī)理.從含不同種細(xì)胞和被測化合物的孔中測得的阻抗信息計(jì)算得到CI值，CI值可以用于獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)值.在分析時間點(diǎn)，比較特定種類的細(xì)胞的CCI值，可以發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞對化合物的反應(yīng)是否相似.作CCI-時間依賴性曲線，對比一種或多種測試化合物作用于不同細(xì)胞的CCI曲線，可以確定被測化合物對不同細(xì)胞作用的相似和差異.^/"多神^合浙邦差力知^^趁浙本發(fā)明還提供了比較兩種或多種不同化合物對細(xì)胞的作用的方法.一個方法為準(zhǔn)備本發(fā)明的檢測器件，含至少三個或以上電極陣列，每個陣列對應(yīng)檢測器件的一個孔；將檢測器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到器件的三個或更多個有電極陣列的孔中；在三個或更多個有細(xì)胞的孔的至少一個孔中加入至少一種化合物，在三個或更多個有細(xì)胞的孔的至少另外一個孔中加入至少另外一種化合物，以提供至少兩個不同化合物測試孔；三個或更多個有細(xì)胞的孔中至少有一個作為對照孔，加入細(xì)胞，但不加化合物；在加入一種或多種被測化合物后的至少三個時間點(diǎn)，檢測兩個或兩個以上不同化合物的孔和一個或一個以上對照孔的阻抗；分析加入一種或多種被測化合物后的至少三個時間點(diǎn)，兩個或兩個以上不同化合物的孔和一個或一個以上對照孔的阻抗，從阻抗值的變化能夠得知細(xì)胞對一種或多種被測化合物的反應(yīng).在另一方面，本發(fā)明用細(xì)胞-基底阻抗測童系統(tǒng)提供了細(xì)胞水平(基于細(xì)胞的)上檢測兩種或兩種以上化合物對細(xì)胞影響的方法.方法為a)準(zhǔn)備一套細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)；b)將細(xì)胞加入器件的至少兩個有電極陣列的孔中；c)在至少一個有電極陣列和細(xì)胞的孔中加入笫一種化合物；d)在器件的至少另一個有電極陣列和細(xì)胞的孔中加入笫二種化合物；e)檢測至少一個含細(xì)胞和笫一種化合物的孔和至少一個含細(xì)胞和第二種化合物的孔的細(xì)胞-基底阻抗，阻抗的改變可以提供細(xì)胞對笫一種或笫二種化合物的反應(yīng)的信息.優(yōu)選的是，將笫一種化合物和笫二種化合物對細(xì)胞的時間相關(guān)性影響進(jìn)行對比以觀察細(xì)胞對兩種化合物的反應(yīng)的異同.本方法的一種具體應(yīng)用中，可對時間依賴性的細(xì)胞毒性反應(yīng)進(jìn)行比較.實(shí)驗(yàn)中用到的細(xì)胞和化合物可以是上面測試化合物作用中用到的細(xì)胞和化合物.在本發(fā)明的分析中，優(yōu)選的是，重復(fù)被測化合物分析，即在多個孔中接種同種細(xì)胞，加入同樣濃度的同種化合物.在這種情況下，在分析點(diǎn)時間點(diǎn)上阻抗值可以使用重復(fù)孔的平均值.優(yōu)選的是，計(jì)算一下平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差.阻抗檢測的方法如前檢測化合物效果的方法一樣.優(yōu)選的是，在至少一個孔加入一種化合物前的至少一個時間點(diǎn)，測量至少兩個孔和至少一個對照孔的阻抗.優(yōu)選的是，阻抗測量能夠在四個或更多個時間點(diǎn)測量，并且至少一個時間點(diǎn)在加入一種或多種被測化合物之前.優(yōu)選的是，在分析期間(比如幾個小時到幾天的分析區(qū)間)以規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔(幾分鐘到幾天)測重阻抗.在上述細(xì)胞分析的一個實(shí)例中，細(xì)胞-基底阻抗測量在加入被測化合物前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.例如，可以在加入化合物之前以一個或多個時間間隔，加入化合物之后規(guī)則的時間間隔，2小時、1小時、30分鐘、或15分鐘測量阻抗.優(yōu)選的是，阻抗在一定時間間隔的三個或以上時間點(diǎn)測量.在本申請中，實(shí)時分析意味著允許以多種多樣的時間分辦率測量細(xì)胞-基底阻抗.例如，測量以較長的時間間隔比如每個小時或兩個小時，或以較短的時間間隔比如每分鐘或幾分鐘進(jìn)行.阻抗測量可以用一個或多個頻率.例如，在一些優(yōu)選實(shí)例中，阻抗測量可以用一個頻率范圍內(nèi)的任意一個頻率.優(yōu)選的是，阻抗用1Hz到lOOMHz之間的至少一個頻率測量，優(yōu)選的是，用100Hz到2MHz之間的至少一個頻率.優(yōu)選的是將含有不同化合物的阻抗檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比.在一個實(shí)例中，對于至少兩個化合物的孔，對三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗值作時間依賴性曲線.優(yōu)選的是，沒有接受化合物的對照孔也在三個或更多個時間點(diǎn)測量阻抗，作時間依賴性曲線.不同化合物的阻抗曲線可以與對照阻抗曲線進(jìn)行對比，確定化合物對細(xì)胞的作用的異同.含不同種類細(xì)胞的孔，也可以通過阻抗值計(jì)算細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)或者厶細(xì)胞指數(shù))，并作時間依賴性曲線，獲得細(xì)胞指數(shù)曲線.細(xì)胞對不同化合物的阻抗曲線或者細(xì)胞指數(shù)曲線可以進(jìn)行對比，確定細(xì)胞對不同化合物反應(yīng)的時間段，反應(yīng)的強(qiáng)度(程度)，反應(yīng)時間長短的異同.對比一個或多個對照孔和被測化合物孔的阻抗曲線或細(xì)胞指數(shù)曲線，可以獲得每種化合物的特別效果.化合物對細(xì)胞的作用可以是對以下細(xì)胞狀態(tài)的作用，比如，細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、細(xì)胞存活或死亡的數(shù)量、細(xì)胞骨架組織與功能、被測化合物作用導(dǎo)致凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量.我們可以設(shè)計(jì)分析方法，來研究化合物對特定細(xì)胞過程或活動的作用.分析中所用的一種或多種化合物對細(xì)胞的作用可能已知.一種或多種化合物的作用機(jī)理可能已知.在這些情況下，細(xì)胞對其他被測化合物的反應(yīng)與細(xì)胞對已知作用的化合物的反應(yīng)進(jìn)行對比，可以得知細(xì)胞對不同化合物的反應(yīng)和對已知化合物的反應(yīng)的異同.關(guān)于細(xì)胞對化合物的反應(yīng)的信息包括但不局限于關(guān)于以下細(xì)胞狀態(tài)的信息細(xì)胞在包括電極在內(nèi)的基底上的貼附或粘著狀態(tài)(比如，細(xì)胞伸展的程度、一個細(xì)胞貼附的面積、細(xì)胞貼附的緊密程度、細(xì)胞形態(tài))、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、細(xì)胞存活或死亡的數(shù)量、細(xì)胞骨架變化和重組織和凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)重.關(guān)于細(xì)胞狀態(tài)的信息還可能包括任何導(dǎo)致一種或多種以上細(xì)胞狀態(tài)的變化的化合物-細(xì)胞相互作用.例如，如果化合物結(jié)合到細(xì)胞表面的一個受體，這種結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)的改變，那么化合物與受體的結(jié)合可以用細(xì)胞-基底阻抗測量來分析.用上述方法所作的細(xì)胞分析包括但不局限于細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞存活、細(xì)胞毒素、細(xì)胞形態(tài)檢測、細(xì)胞定量、細(xì)胞性狀控制、時間依賴性細(xì)胞毒素分析、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞激活或剌激、受體配體結(jié)合、病毒或細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化和死亡、中性化抗體的檢測和定重化、特異T細(xì)胞介導(dǎo)的胞毒效應(yīng)、配體一受體結(jié)合篩選和測量的細(xì)胞水平分析.多數(shù)化合物可以用多樣化細(xì)胞進(jìn)行分析。這個方法的一個較好實(shí)例，對比了不同細(xì)胞對一組化合物的時間依賴性胞毒反應(yīng).含不同種類細(xì)胞、加入一種化合物的孔的細(xì)胞變化指數(shù)(cci)可以由細(xì)胞指數(shù)獲得，細(xì)胞指數(shù)由阻抗值計(jì)算得到.在分析時間點(diǎn)，特定細(xì)胞種類的CCI值可以進(jìn)行比較.這些比較可以顯示，不同細(xì)胞對同一種化合物的反應(yīng)是否相似.CCI值也可以作時間依賴性曲線，不同種類的細(xì)胞在一種或多種被測化合物處理后的cci曲線進(jìn)行比較，可以得出不同細(xì)胞對被測化合物的反應(yīng)的異同.例如，由曲線得到的細(xì)胞反應(yīng)的時間段、反應(yīng)幅值(強(qiáng)度)，反應(yīng)時間長短的不同，表明化合物的作用或機(jī)理的不同.阻抗不同可以反映細(xì)胞狀態(tài)的不同，例如，化合物處理導(dǎo)致的細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、生存或死亡的細(xì)胞數(shù)重、細(xì)胞骨架組織或功能、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量等.我們可以進(jìn)行很多分析，研究兩種或更多種化合物對細(xì)胞行為的作用.這些分析包括，但不局限于，細(xì)胞貼附分析、凋亡分析、細(xì)胞分化分析、細(xì)胞增殖分析、細(xì)胞生存分析、胞毒分析、細(xì)胞形態(tài)檢測分析、細(xì)胞定重分析、細(xì)胞性狀控制分析、時間依賴性胞毒分析、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激分析、受體-配體結(jié)合分析、病毒、細(xì)菌或環(huán)境毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化或細(xì)胞死亡分析、中性化抗體檢測或定量化、特異T細(xì)胞介導(dǎo)的胞毒效應(yīng)分析、篩選或測量配體-受體結(jié)合的細(xì)胞水平分析.本方法的一個優(yōu)選實(shí)例，對比時間依賴的一組化合物的細(xì)胞毒性反應(yīng)."細(xì)胞毒性檢測與分析(CytotoxicityProfiling)"比較細(xì)胞對一系列潛在細(xì)胞毒性化合物的阻抗反應(yīng)，提供被測化合物的作用效果和機(jī)理信息.細(xì)胞毒性分析可以通過結(jié)合比較以下數(shù)據(jù)進(jìn)行阻抗困和由阻抗-時間困、CI-時間困、CCI值、CCI-時間困得到的動力學(xué)參數(shù).本方法的一個實(shí)例中，細(xì)胞毒性反應(yīng)分析可能包括在給定化合物濃度下獲得時間依賴性細(xì)胞毒性反應(yīng)的變化斜率.在另一個實(shí)例中，實(shí)時分析細(xì)胞毒性反應(yīng)，可能包括給定化合物濃度下獲得時間依賴性細(xì)胞毒性反應(yīng)對時間的高階導(dǎo)數(shù).不廚戚度好^#化合浙#勿^^#^戎^時浙定本發(fā)明還包括測定不同濃度的一種或多種化合物對細(xì)胞作用效杲的方法，一方面，測定不同濃度被測化合物對細(xì)胞的作用方法為提供本發(fā)明的有三個或以上電極陣列的檢測器件，每個陣列與一個孔相對應(yīng)；將檢測器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到至少兩個含電極陣列的孔中；在兩個或更多個有細(xì)胞的孔中加入不同濃度的被測化合物；提供含細(xì)胞但不加入化合物的對照孔；在加入測試化合物之后的三個或更多個時間點(diǎn)，檢測兩個或多個含不同濃度被測化合物的孔和一個或更多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗；分析在加入測試化合物之后的三個或更多個時間點(diǎn)的兩個或更多個含不同濃度被測化合物的孔和一個或更多個對照孔的阻抗，阻抗值的變化能夠提供細(xì)胞對化合物的反應(yīng)信息.一相關(guān)方面，本發(fā)明提供通過細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)研究被測化合物的兩個或更多個濃度對細(xì)胞的作用的方法.方法具體為準(zhǔn)備本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到至少兩個含電極陣列的孔中；在兩個或更多個有細(xì)胞的孔中加入不同濃度的被測化合物；準(zhǔn)備含細(xì)胞但不加入化合物的對照孔；加入被測化合物后至少三個時間點(diǎn)，檢測兩個或兩個以上不同濃度被測化合物的孔和一個或多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗；分析加入被測化合物后至少三個時間點(diǎn)，兩個或兩個以上不同濃度被測化合物的孔和一個或多個對照孔的細(xì)胞-基底阻抗，阻抗值的變化能夠提供細(xì)胞對化合物的反應(yīng)信息.用于此分析的細(xì)胞和被測化合物可以是以上描述的檢測被測化合物作用的任何細(xì)胞和被測化合物。阻抗檢測的方法如前檢測化合物效果的方法一樣.在上述至少兩個測試化合物孔內(nèi)加入上述至少一種化合物之前，于至少一個時間點(diǎn)上測量至少兩個不同被測化合物孔的和至少一個對照孔的阻抗.優(yōu)選的是，阻抗在四個或更多個時間點(diǎn)測量，其中至少一個點(diǎn)在加入一種或多種被測化合物之前.優(yōu)選的是，在分析期間(比如幾個小時到幾天的分析區(qū)間)以規(guī)則的或不規(guī)則的時間間隔(幾分鐘到幾天)測量阻抗.在上述細(xì)胞分析的一個實(shí)例中，細(xì)胞-基底阻抗測量在加入被測化合物前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.例如，可以在加入化合物之前以一個或多個時間間隔，加入化合物之后規(guī)則的時間間隔，2小時、l小時、30分鐘、15分鐘測量阻抗.優(yōu)選的是，阻抗在一定時間間隔的三個或以上時間點(diǎn)測量.在本申請中，實(shí)時分析意味著允許以多種多樣的時間分辨率測重細(xì)胞-基底阻抗.例如，測量以較長的時間間隔比如每個小時或兩個小時，或以較短的時間間隔比如每分鐘或幾分鐘進(jìn)行.阻抗測量可以用一個或多個頻率.例如，在一些優(yōu)選實(shí)例中，阻抗測量可以用一個頻率范圍內(nèi)的任意一個頻率.優(yōu)選的是，阻抗用1Hz到lOOMHz之間的至少一個頻率測量，更優(yōu)選的是，用lOOHz到2MHz之間的至少一個頻率測量.在一個實(shí)例中，對于至少兩種化合物濃度，對三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗，或者，優(yōu)選的是細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)或者厶細(xì)胞指數(shù))，作時間依賴性曲線.優(yōu)選的是，在相同的時間點(diǎn)也作對照的阻抗曲線，對照孔不加化合物.阻抗曲線或細(xì)胞指數(shù)曲線可以顯示出化合物影響細(xì)胞的時間段.在一些優(yōu)選實(shí)例中，細(xì)胞指數(shù)可以用于細(xì)胞毒性的指示.圖9A和B顯示用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)檢測不同細(xì)胞(表1列出)對doxorubicin處理的反應(yīng).接種困中所示的細(xì)胞系到配有電子傳感陣列(田1)的微孔中.在加入doxorubicin之前和之后間隔15、30或60分鐘，持續(xù)檢測細(xì)胞的反應(yīng).比較這些細(xì)胞指數(shù)曲線顯示不同細(xì)胞的反應(yīng)存在一定的相似.舉3.13uMdoxorubincin處理為例子，剛處理時，對于大多數(shù)被測細(xì)胞和DMSO對照的細(xì)胞，細(xì)胞指數(shù)隨著時間以相似的方式增長.過了10-20個小時，細(xì)胞指數(shù)達(dá)到峰值，峰值與細(xì)胞種類有關(guān)，然后開始隨著時間下降。從那個時間開始，細(xì)胞指數(shù)可測量地下降.這樣"先增長后下降"的細(xì)胞指數(shù)曲線，在細(xì)胞用5-Fluorouracil處理的時候也能觀察到，Doxorubicin和5-Fluorouracil作用于細(xì)胞的DNA復(fù)制或DNA拓樸(topology)進(jìn)一步，這些細(xì)胞指數(shù)曲線與圖IOA和圖10B的細(xì)胞指數(shù)曲線有很大的不同.困10A和困10B中，加入100uM的olomoucine化合物之后10、20、甚至30個小時的細(xì)胞指數(shù)幾乎是一個穩(wěn)定值.困9顯示的細(xì)胞指數(shù)曲線與困11的細(xì)胞指數(shù)曲線也有很大的不同.困11中，使用nM級的paclitaxel導(dǎo)致在前15個小時(時間取決于細(xì)胞種類)細(xì)胞指數(shù)下降，之后再上升.這些細(xì)胞指數(shù)曲線的動態(tài)變化反映不同化合物與細(xì)胞的相互作用不同.對細(xì)胞作用方式相似的化合物擁有相同的機(jī)理，會導(dǎo)致相似的細(xì)胞指數(shù)反應(yīng)曲線.這些曲線的一個應(yīng)用就是根據(jù)觀察的細(xì)胞指數(shù)曲線研究化合物作用的機(jī)理.如果細(xì)胞指數(shù)反應(yīng)有特定的曲線，我們就可以推導(dǎo)出化合物作用的機(jī)理.換言之，如果兩種化合物顯示相似的、動態(tài)的細(xì)胞指數(shù)反應(yīng)曲線，那么這兩種化合物可能以相似或相同的機(jī)理作用于細(xì)胞.困11A和B用本發(fā)明的細(xì)胞-基底阻抗電子檢測系統(tǒng)檢測不同細(xì)胞(表1列出)對paclitaxel處理的反應(yīng).接種困中所示的細(xì)胞系到配有電子傳感陣列(困1)的微孔中.在加入paclitaxel之前和之后間隔15、30或60分鐘，持續(xù)檢測細(xì)胞的反應(yīng).比較這些細(xì)胞指數(shù)曲線顯示不同細(xì)胞的反應(yīng)確實(shí)存在一定的相似.如0.78-12.5nM范閨的palitaxel處理為例子.典型的nM級paclitaxel處理，會在剛開始的時候使細(xì)胞指數(shù)下降15-20小時.對于某個特定細(xì)胞指數(shù)曲線，當(dāng)細(xì)胞指數(shù)達(dá)到一個最小值時，它會逆轉(zhuǎn)它的下降趨勢，開始上升.這種"先下降后上升"特性的細(xì)胞指數(shù)曲線在vinblastin或colcemid處理的細(xì)胞上也觀察到.Vinblastin處理的細(xì)胞指數(shù)曲線的例子在困16A和困22中顯示.所有這些化合物——例如paclitaxel、vinblastine和colcemid,都被稱為"有絲分裂毒物"，有相同的藥物作用機(jī)理.例如，vinblastine和paclitaxel在細(xì)胞內(nèi)作用于微管動力變化上.另外，在給定分析點(diǎn)，作細(xì)胞指數(shù)(包括歸一化細(xì)胞指數(shù)或A細(xì)胞指數(shù))-化合物濃度依賴性曲線.這些刑量反應(yīng)關(guān)系可以用于獲得時間相關(guān)的IC5、ICIO、IC20、IC30、IC40、IC50、IC60、IC70、IC80、IC90或IC95.在一些優(yōu)選實(shí)例中，計(jì)算了化合物的時間依賴的IC50.確定化合物的IC50的范圍，可以提供化合物對細(xì)胞有最大作用的時間段信息.從含不同種細(xì)胞和被測化合物的孔中測得的阻抗信息計(jì)算得到CI值，CI值可以用于獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)值。在分析時間點(diǎn)，比較特定種類的細(xì)胞的CCI值，可以發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞對化合物的反應(yīng)是否相似.作CCI的時間依賴性曲線，對比不同細(xì)胞的CCI曲線，可以確定被測化合物對不同細(xì)胞作用的相似和差異.例如，由曲線得到的細(xì)胞反應(yīng)的時間段、反應(yīng)幅值(強(qiáng)度)，反應(yīng)時間長短的不同表明化合物的作用或機(jī)理的不同.阻抗不同可以反應(yīng)細(xì)胞狀態(tài)的不同，例如，化合物處理導(dǎo)致的細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、生存或死亡的細(xì)胞數(shù)童、細(xì)胞骨架組織或功能、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量等.優(yōu)選的是能夠?qū)Ρ炔煌N類細(xì)胞的孔的阻抗值.在一個優(yōu)選實(shí)例中，測量了多種劑量濃度的化合物作用于不同細(xì)胞的阻抗值，在一些實(shí)例中，可以測試多種化合物對多種細(xì)胞的作用.在一些實(shí)例中，可以測試多種濃度的多種化合物對多種細(xì)胞的作用.細(xì)胞毒性檢測與分析(CytotoxicityProfiling)在另一個方面，本發(fā)明提供了對化合物進(jìn)行實(shí)時細(xì)胞毒性(胞毒)分析的方法，具體為a)提供上述的系統(tǒng)；b)將細(xì)胞接種到多孔檢測器件的孔中；c)在有細(xì)胞的孔中加入化合物；d)在加入化合物之前和之后以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔測重細(xì)胞-基底阻抗；這里，時間相關(guān)的阻抗改變提供時間相關(guān)的化合物細(xì)胞毒性信息.在一個實(shí)例中，細(xì)胞-基底阻抗以規(guī)則的時間間隔測量.在一個實(shí)例中，在加入化合物之前和之后，以每隔2小時、1小時、30分鐘、15分鐘的時間間隔測重阻抗.在上述方法的一個實(shí)例中，在多個孔中加入相同的細(xì)胞和不同濃度的化合物.這個方法提供時間依賴性和濃度依賴性細(xì)細(xì)胞對化合物的毒性反應(yīng).另一方面，本發(fā)明提供分析和對比笫一種化合物和第二種化合物對一種細(xì)胞的時間依賴性細(xì)胞毒性作用的方法，具體為a)用上述方法作笫一種化合物對一種細(xì)胞的實(shí)時細(xì)胞毒性分析；b)用上述方法法作笫二種化合物對上述細(xì)胞的實(shí)時細(xì)胞毒性分析；c)對比第一種化合物和笫二種化合物對細(xì)胞的時間依賴細(xì)胞毒性作用，觀察它們的異同.在本方法的一個實(shí)例中，確定多個劑量濃度的第一種化合物時間依賴的細(xì)胞毒性反應(yīng).在另一個實(shí)例中，確定多個劑重濃度的第二種化合物時間依賴的細(xì)胞毒性反應(yīng).在另外一個實(shí)例中，確定多個刑量濃度的兩種化合物時間依賴的細(xì)胞毒性反應(yīng).在上述方法的另一個實(shí)例中，第一種化合物是已知其細(xì)胞毒性效應(yīng)機(jī)理(knownmechanismforitscytotoxiceffect)的化合物，第二種化合物則未知其機(jī)理.如杲第二種化合物時間依賴的細(xì)胞毒性反應(yīng)與笫一種相似，那么第二種化合物可能與笫一種化合物有相似的細(xì)胞毒性效應(yīng)機(jī)理.對比化合物的細(xì)胞毒性反應(yīng)可能有多種方法.細(xì)胞指數(shù)(或細(xì)胞數(shù)目指數(shù))可以通過阻抗值計(jì)算得到。在上述方法的一個實(shí)例中，獲得化合物的時間依賴的IC50，通過比較基于細(xì)胞指數(shù)值的時間依賴的IC50曲線比較它們的細(xì)胞毒性反應(yīng).如杲IC50曲線有相似的時間依賴趨勢，兩種化合物可能有相似的細(xì)胞毒性效應(yīng)機(jī)理.在上述方法的另一個實(shí)例中，直接比較兩種化合物的時間依賴細(xì)胞毒性反應(yīng)，兩種化合物的濃度可能一樣，可能不同.直接比較可以通過分析反應(yīng)度量的變化斜率(等于反應(yīng)對時間的一階導(dǎo)數(shù))，比較細(xì)胞對兩種化合物時間依賴的反應(yīng)度量的變化斜率進(jìn)行.在另一個方法中，時間依賴的細(xì)胞毒性反應(yīng)可以通過分析它們對時間的高階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行.高階導(dǎo)數(shù)的對比可能提供更多的化合物導(dǎo)致的細(xì)胞毒性機(jī)理信息.這個方法的一個實(shí)例中，實(shí)時細(xì)胞毒性反應(yīng)分析包括時間依賴的化合物對多種細(xì)胞的IC50值的獲得.另一個實(shí)例中，實(shí)時細(xì)胞毒性反應(yīng)分析可能包括對給定濃度化合物的細(xì)胞毒性反應(yīng)的變化斜率的獲得.另一個實(shí)例中，實(shí)時分析細(xì)胞毒性反應(yīng)可能包括對給定濃度的化合物的細(xì)胞毒性反應(yīng)對時間的高階導(dǎo)數(shù)的獲得.另一個實(shí)例中，應(yīng)用上述方法作多種化合物對多種細(xì)胞的細(xì)胞毒性分析。在本方法的另一個實(shí)例中，實(shí)時分析細(xì)胞毒性反應(yīng)可能包括對時間的變化斜率的獲得.在另一個實(shí)例中，給定濃度的化合物對細(xì)胞作用，實(shí)時分析細(xì)胞毒性反應(yīng)可能包括細(xì)胞毒性反應(yīng)對時間的高階導(dǎo)數(shù)的獲得.以下給出一些使用本細(xì)胞-基底阻抗測試系統(tǒng)進(jìn)行化合物測試的例子并以困片說明的形式講解.這些例子中，細(xì)胞指數(shù)的計(jì)算與本申請C部分中描述的細(xì)胞指數(shù)計(jì)算方法(A)—樣.本申請的某些困片中使用了歸一化細(xì)胞指數(shù).給定時間點(diǎn)的歸一化細(xì)胞指數(shù)是將該時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)除以參考時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù).所以，參考點(diǎn)的歸一化細(xì)胞指數(shù)為1.正如本發(fā)明所描述的，如杲細(xì)胞貼附狀態(tài)沒有改變，或改變很小，那么細(xì)胞指數(shù)越大，孔中的細(xì)胞數(shù)量越多.細(xì)胞指數(shù)下降說明有些細(xì)胞不再貼附在基質(zhì)表面，或者在化合物的影響下細(xì)胞死亡。細(xì)胞指數(shù)的增加說明有更多的細(xì)胞貼附在基質(zhì)表面，說明整體細(xì)胞數(shù)量增加.困5H460細(xì)胞受不同濃度抗癌藥paclitaxel作用的時間一細(xì)胞指數(shù)曲線.試驗(yàn)中，將H460細(xì)胞加入到16孔細(xì)胞-基底阻抗檢測器件的孔中.將器件與器件工作臺連接，將器件工作臺(檢測臺)置于37TC，5%C02的組織培養(yǎng)箱中.當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)到指數(shù)生長期后用不同濃度的paclita狄l刺激.以15分鐘為間隔連續(xù)檢測細(xì)胞-基底阻抗50小時，以此檢測細(xì)胞對不同濃度paclitaxel的反應(yīng).細(xì)胞指數(shù)由阻抗檢測系統(tǒng)對每一個時間點(diǎn)計(jì)算得到并以時間作圖.當(dāng)paclhaxel的濃度在67nM到500nM之間時，隨濃度升高，H460細(xì)胞指數(shù)逐漸下降.但加藥后15到20小時都降到最低點(diǎn)，只是達(dá)到最低點(diǎn)的時間隨藥物濃度的不同而不同.這一點(diǎn)過后，這些孔的細(xì)胞指數(shù)逐漸上升，用33nM藥物刺激的孔中，細(xì)胞指數(shù)在加藥后15小時幾乎沒有什么變化.15小時后細(xì)胞指數(shù)逐漸上升.細(xì)胞對化合物的反應(yīng)包括但不局限于以下信息細(xì)胞在基質(zhì)(包括電極)上的貼附或粘著狀態(tài)(例如，細(xì)胞伸展的程度、一個細(xì)胞的貼附面積、細(xì)胞貼附的緊密程度、細(xì)胞形態(tài))、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、存活或死亡的細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞骨架改變和重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).細(xì)胞狀態(tài)信息還包括化合物作用下上述一種或多種狀態(tài)的任意改變，例如，如果化合物結(jié)合到細(xì)胞表面受體，導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)改變，那么這種結(jié)合就能夠用細(xì)胞-基底阻抗測量來分析，上述方法能進(jìn)行的細(xì)胞分析包括但不局限于細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞生存、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)檢測、細(xì)胞定量化、細(xì)胞質(zhì)量或性狀控制、時間相關(guān)的細(xì)胞毒性分析、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體配體結(jié)合、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理變化和細(xì)胞死亡、中性化抗體的檢測和定量化、特異T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒素效應(yīng)、配體-受體結(jié)合的篩選和測量.困6H460細(xì)胞受抗腫瘤藥物AC101103作用的細(xì)胞指數(shù)時間依賴性曲線.試驗(yàn)中，將H460加入到16孔細(xì)胞-基底阻抗檢測器件的孔中.將器件與器件工作臺連接，將器件工作臺置于37TC，5%(:02的組織培養(yǎng)箱中.當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)到指數(shù)生長期后用不同濃度的AC101103作用.以30min為間隔連續(xù)檢測細(xì)胞-基底阻抗20小時，以此檢測細(xì)胞對不同濃度藥物的反應(yīng).很明顯，困6中的細(xì)胞指數(shù)曲線和圖5中的有很大不同.當(dāng)化合物濃度為3.125毫克/毫升，6.25毫克/毫升，12.5毫克/毫升時，細(xì)胞指數(shù)分別在加藥后5小時、15小時，20小時以后幾乎保持恒定值.化合物濃度為3.125mg/ml和6.25mg/ml時，細(xì)胞指數(shù)在加入化合物之后5小時和15小時后開始上升.前兩者細(xì)胞指數(shù)在相應(yīng)時間以后開始上升.當(dāng)化合物濃度為25毫克/毫升時，加入化合物后，細(xì)胞指數(shù)開始逐步而緩慢地下降.當(dāng)化合物濃度為50毫克/毫升時，加入化合物大約IO小時內(nèi)細(xì)胞指數(shù)基本不變，但之后迅速下降.困7A549細(xì)胞受阿霉素(doxorubicin)作用藥物動力學(xué)反應(yīng).在16孔器件中每孔接種10000個A549細(xì)胞.將器件與器件工作臺連接，將器件工作臺置于371C，5%<:02的組織培養(yǎng)箱中.藥物處理前用細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)以相同時間間隔檢測細(xì)胞貼附和生長過程.當(dāng)細(xì)胞生長到指數(shù)生長期，在孔中加入不同濃度的阿審素(doxorubicin).在某些孔中加入相同體積的溶刑作為對照.時間、刑量依賴性的細(xì)胞反應(yīng)由細(xì)胞-基底阻抗檢測系統(tǒng)記錄并如困所示.例1.用ACEART-CES系統(tǒng)檢測細(xì)胞對抗腫瘸藥物的動態(tài)反應(yīng).在本研究中，我們用RT-CES系統(tǒng)動態(tài)檢測腫瘸細(xì)胞對特定機(jī)理化療化合物的反應(yīng)，分析特定細(xì)胞反應(yīng)的模式，我們測試了13個腫瘤細(xì)胞系(表l)，包括乳腺、前列腺、肝、結(jié)腸、卵巢、腎、纖維原細(xì)胞和中柩神經(jīng)系統(tǒng)的癌細(xì)胞.每種腫瘤細(xì)胞用11種化療化合物處理，分為以下幾類DNA損傷刑、蛋白激醉抑制劑、抗有絲分裂藥、細(xì)胞周期特異抑制刑、蛋白質(zhì)合成抑制劑和一種未知種類的化合物(表2).細(xì)胞和化合物相互作用的模式是動態(tài)的，并和劑量有關(guān).我們刻畫并總結(jié)了所有被測細(xì)胞系和化合物的相互作用模式.困9、10、11展示了Doxorubicin、olomoucine和paclitaxel與12個不同細(xì)胞系的相互作用.另外，我們通過檢測細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞的存活率和形態(tài)，嘗試將特定的細(xì)胞反應(yīng)與細(xì)胞指數(shù)曲線的形狀(圖12、13和14)聯(lián)系起來，從而刻畫這些化合物的生物學(xué)效應(yīng).更進(jìn)一步，我們計(jì)算每種化合物對各種細(xì)胞系的隨時間變化的IC50(圖15)，給出了計(jì)算細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)的算法，來刻畫細(xì)胞對不同化療試劑的反應(yīng).細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)由不同細(xì)胞系對不同化療試刑的動態(tài)RT-CES反應(yīng)計(jì)算得到。基于CCI值，在時間范圍上的每個CCI值區(qū)域用黑白陰影區(qū)表示.例如，特定細(xì)胞系用特定化合物的IC50濃度處理后，在某個特定時間段，如果CCI值約為零，然后變?yōu)檎龜?shù)，達(dá)到0.7/DT，那么細(xì)胞對這個化合物的反應(yīng)前后用1矩形和難矩形表示.這種分析的例子見困16.困17的整個黑白陰影困表示細(xì)胞對多種化合物的動態(tài)反應(yīng).在本研究的總結(jié)中，我們注意到用RT-CES系統(tǒng)篩選化療試刑，可得出特異的活性模式(activitypattern),它依賴于化合物本身、化合物濃度、作用時間和細(xì)胞種類.每種藥物的"特征性"模式(signaturepattern)與特定生物現(xiàn)象相關(guān)，例如對數(shù)生長、細(xì)胞周期停滯、形態(tài)變化和細(xì)胞死亡.細(xì)胞變化指數(shù)是RT-CES數(shù)據(jù)得到的很好的參數(shù)，它能夠從數(shù)學(xué)的角度描述細(xì)胞變化.基于CCI值的細(xì)胞反應(yīng)的描述說明，擁有相似作用機(jī)理的藥物顯示相似的細(xì)胞反應(yīng)棋式(similarpattern).因此，相似的動態(tài)細(xì)胞-化合物相互作用模式可說明相似的作用機(jī)理、相似的阻斷棋式、或相似的可能的分子靶標(biāo)。RT-CES系統(tǒng)可以適應(yīng)高通量動態(tài)篩選和分析抗腫瘤化合物，本研究展示的信息密集方法可以用于分析已經(jīng)存在的腫瘤化療試刑，篩選新的化合物，提供新的思路以研究抗腫瘤試劑作用機(jī)理.表I.測試一系列化合物的癌細(xì)胞系列表<table>tableseeoriginaldocumentpage94</column></row><table>表ll.用于研究細(xì)胞對一系列抗腫瘤化合物的反應(yīng)的化合物列表<table>tableseeoriginaldocumentpage95</column></row><table>例2細(xì)胞毒性檢測與分析(CytotoxicityProfiling)方法勿應(yīng).此研究所使用的所有細(xì)胞來自ATCC，細(xì)胞置于5%C0237°C的培養(yǎng)箱培養(yǎng).H460、HepG2和HT1080細(xì)胞用含5%FBS和1°/。青鏈莓素的RPMI培養(yǎng)基；NIH3T3細(xì)胞用含10%FBS和1%青鏈審素的DMEM培養(yǎng)基，勿>^#座》浙.對于每種細(xì)胞，接種所示數(shù)目的細(xì)胞到96孔微孔板(e-plateTM)，每個孔里面都有電極結(jié)構(gòu)，并加入lOOuL培養(yǎng)基.用RT-CES系統(tǒng)(一個細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng))每30分鐘檢測一次細(xì)胞貼附、伸展和增殖狀態(tài).細(xì)胞增殖根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求在48-72小時的時間段內(nèi)檢測.電子數(shù)據(jù)讀取、細(xì)胞傳感阻抗以細(xì)胞指數(shù)的形式顯示出來.齊浙^理*勿>被#'勝發(fā)矛人對于每種細(xì)胞，根據(jù)它們相對的增殖模式(困18)選擇最適宜的細(xì)胞濃度.接種所示數(shù)目的細(xì)胞到艾森16孔或96孔電子檢測板(檢測器件)(本發(fā)明的一個檢測器件)，最終體積為100uL體積.用RT-CES系統(tǒng)(本發(fā)明的示棋范系統(tǒng))持續(xù)檢測細(xì)胞貼附、伸展和增殖，每30分鐘測一次.接種后約24小時，細(xì)胞處于對數(shù)增長期，用lOOuL溶有所示化合物的培養(yǎng)基處理細(xì)胞.另有細(xì)胞用DMSO處理，作為對照.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，培養(yǎng)基中最終DMSO濃度在0.25°/。到0.5%的范圍.M7T》V^f.接種數(shù)重遞增的NIH3T3細(xì)胞到16孔電子檢測器件，并用RT-CES獲得相應(yīng)的細(xì)胞指數(shù).迅速吸出培養(yǎng)基，用廠家提供的步驟對細(xì)胞作標(biāo)準(zhǔn)MTT分析.^式知應(yīng)農(nóng)^炎.以每孔500,000個細(xì)胞的密度在60mm組織培養(yǎng)皿接種A549細(xì)胞.大概24小時后，用指定終濃度的Olomoucine處理細(xì)胞.16個小時后用PBS洗去，胰蛋白酶消化，PBS洗兩次，用70%甲醇固定，保存在4。C，直到染色.用propidhimiodide染色細(xì)胞，在488nm波長處，用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(FACS)分析.用RT-CES實(shí)時檢測細(xì)胞增殖動態(tài)為了用RT-CES系統(tǒng)獲得細(xì)胞增殖動態(tài)，以三個復(fù)孔，每孔2500和10,000個細(xì)胞的密度，接種四種細(xì)胞(H460人肺癌細(xì)胞、H1080纖維肉瘤細(xì)胞、H印G2人肝肉瘤細(xì)胞、NIH3T3鼠纖維原細(xì)胞)到艾森96孔電子檢測器件，在指定的時間段(圖18)用RT-CES持續(xù)檢測細(xì)胞，每30分鐘檢測一次.如圖18所示，每種細(xì)胞有它自己的特定動力學(xué)軌跡，與接種的細(xì)胞數(shù)、整體細(xì)胞的數(shù)量和大小、細(xì)胞作用到傳感器表面的程度有關(guān).另外，每種細(xì)胞系都有確定的貼附和伸展動力學(xué)，以及有確定的細(xì)胞進(jìn)入指數(shù)增長階段的時間，這些特征可在細(xì)胞培養(yǎng)傳代的不同階段提供良好的中間控制，以能夠標(biāo)準(zhǔn)化地、有效地培養(yǎng)細(xì)胞.為了確定RT-CES細(xì)胞指數(shù)單位與孔中的細(xì)胞數(shù)量相關(guān)，接種遞增數(shù)量的NIH3T3細(xì)胞到艾森16孔電子檢測板(檢測器件)，并檢測達(dá)到IO個小時，獲得這個時間段的細(xì)胞指數(shù).困19A顯示細(xì)胞數(shù)量-細(xì)胞指數(shù)相關(guān)曲線，表明對于這種細(xì)胞，RT-CES系統(tǒng)可以檢測少到100個細(xì)胞，并在兩個數(shù)量級的范圍內(nèi)達(dá)到10000個細(xì)胞，細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞指數(shù)都是線性關(guān)系.另外，困19A顯示實(shí)驗(yàn)終止后，用MTT分析法分析細(xì)胞.困19B顯示，即使達(dá)到1000個細(xì)胞，MTT分析中，與背景值沒有很大的不同；對于超過1000的細(xì)胞數(shù)量，MTT單位與接種的細(xì)胞數(shù)重有線性關(guān)系.然而，必須記住的是，RT-CES能夠進(jìn)行動態(tài)持續(xù)的測量，而圖19顯示的只是單一的一個點(diǎn)，因?yàn)镸TT分析是一種單點(diǎn)分析方法.用RT-CES系統(tǒng)估計(jì)藥物與靶細(xì)胞的相互作用為了能夠用RT-CES系統(tǒng)估計(jì)藥物效力，確定Tamoxifen對不同細(xì)胞系的IC50值，與加入Tamoxifen后48小時的MTT分析比較。根據(jù)表III，從RT-CES系統(tǒng)得到的IC50與從MTT分析得到的非常一致，說明RT-CES系統(tǒng)可以用于估計(jì)各種藥物對不同貼壁細(xì)胞系的作用效力.為了觀察藥物與靶細(xì)胞作用的動力學(xué)特點(diǎn)，接種A549肺癌細(xì)胞到艾森96孔電子檢測板(檢測器件).持續(xù)檢測細(xì)胞，直到細(xì)胞進(jìn)入對數(shù)生長階段，按照指示的終濃度在細(xì)胞中加入不同濃度的paclitaxel.如圖20A顯示，最高濃度的paclitaxel最早導(dǎo)致細(xì)胞毒性效應(yīng)，主要來自可由AnnexinV著色，以確認(rèn)的帶來的細(xì)胞死亡(困20B).值得注意的是，細(xì)胞從最初藥物的細(xì)胞毒性效應(yīng)恢復(fù)，并開始重新增殖.造成這個現(xiàn)象的原因仍在探索中，可能是paclitaxel的代謝和失活，也可能是細(xì)胞中出現(xiàn)抗paclitaxel的部分細(xì)胞群(subpopulation).不過這個實(shí)驗(yàn)清晰地證明RT-CES系統(tǒng)提供的實(shí)時檢測的極大優(yōu)勢，并提供使用者觀察和估計(jì)藥物作用的整個過程的機(jī)會，提供了細(xì)胞存活率或化合物細(xì)胞毒性之外的更多信息.困20A中觀察到的現(xiàn)象，很容易被傳統(tǒng)的單點(diǎn)分析方法(如MTT等)忽視.使用RT-CES系統(tǒng)持續(xù)檢測藥物與靶細(xì)胞的相互作用的另一個優(yōu)勢是，用戶可以獲得研究感興趣藥物作用機(jī)理的思路或信息.為了證明這一點(diǎn)，接種A549細(xì)胞到艾森96孔微孔檢測器件，用RT-CES系統(tǒng)持續(xù)檢測.細(xì)胞或用DMSO處理作為對照，或用100pMOlomoucine處理，Olomoucine是CDK抑制劑，能導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G1">S轉(zhuǎn)換期或G2^M轉(zhuǎn)換期，這取決于細(xì)胞種類.如困21A所示，將Olomoucine加入到指數(shù)生長期的A549細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞指數(shù)軌跡停滯，保持在細(xì)胞周期阻斷的穩(wěn)定狀態(tài)，細(xì)胞既不增殖也不死亡.用DMSO處理的對照細(xì)胞持續(xù)增殖，直到平臺期，即它們達(dá)到接觸抑制，細(xì)胞指數(shù)記錄無變化.為了用RT-CES檢測證明Olomoucine對A549細(xì)胞的作用確實(shí)是因?yàn)樽钄嗉?xì)胞周期，在組織培養(yǎng)皿上生長的A549細(xì)胞用同樣濃度的DMSO和Olomoucine處理，然后用流式細(xì)胞儀分析.如困21B所示，流式細(xì)胞儀分析顯示，用指示濃度的Olomoucine處理的A549細(xì)胞細(xì)胞周期停止在G2今M期，此時CDKs(如CDK2)活化.總而言之，用RT-CES系統(tǒng)動態(tài)檢測藥物與靶細(xì)胞的相互作用，提供用戶理解藥物作用機(jī)理和與細(xì)胞作用的模式的機(jī)會。為了使RT-CES系統(tǒng)用于細(xì)胞毒性分析，我們檢測不同機(jī)理的細(xì)胞毒性試劑與A549細(xì)胞的相互作用。圖22顯示RT-CES系統(tǒng)測得的A549細(xì)胞的特征性曲線，細(xì)胞用不同濃度的5-fluorouracil、vinblastine和staurosporine處理.根據(jù)困22，動態(tài)檢測給定細(xì)胞毒性試刑與細(xì)胞的相互作用，產(chǎn)生特征性動力學(xué)模式圖，它們與細(xì)胞背景、藥物濃度、作用時間和藥物作用機(jī)理有關(guān)。由于每種化合物有其獨(dú)特的模式，可以通過比較未知作用機(jī)理和已知作用機(jī)理的化合物作的動力學(xué)模式，將這些動力學(xué)軌跡用于確定化合物作用于未知靶標(biāo)的機(jī)理.用RT-CES系統(tǒng)無標(biāo)記動態(tài)檢測細(xì)胞增殖、存活率和細(xì)胞毒性，相對傳統(tǒng)終點(diǎn)分析有著明顯而重大的優(yōu)勢.它允許內(nèi)在的細(xì)胞質(zhì)量控制，保證不同分析的一致性和可重復(fù)性.動態(tài)檢測可以觀察藥物與靶細(xì)胞作用的所有階段，用戶就能夠優(yōu)選地理解藥物作用的模式和作用機(jī)理.更進(jìn)一步，藥物與靶細(xì)胞作用的實(shí)際動力學(xué)軌跡非常重要，因?yàn)樗峁┧幬镒饔脵C(jī)理的線索.最后，因?yàn)槊糠N化合物或藥物在與靶細(xì)胞作用外都有自己的特性，RT-CES系統(tǒng)可以用于確定藥物與未知靶標(biāo)的作用機(jī)理.表III.用Tamoxifen處理不同癌細(xì)胞系，比較用RT-CES系統(tǒng)得到的和用MTT分析得到的ICSO值.將給定細(xì)胞系接種到艾森16孔檢測器件，并用RT-CES系統(tǒng)檢測.大約24小時后，用遞增濃度的Tamoxifen處理細(xì)胞，然后繼續(xù)檢測.實(shí)驗(yàn)在大約48小時后結(jié)束，然后用MTT分析16孔檢測器件中的細(xì)胞.用RT-CES系統(tǒng)得到的IC-50是與時間相關(guān)的.在表中，顯示藥物處理大約48小時后RT-CES系統(tǒng)確定的和MTT分析確定的IC-50值.HT108022.4jiM30.0jiMNIH3T316.019都MH印G215.216.2HUEVEC7.58.0fiM這里所有引用的文獻(xiàn)，包括專利、專利申請和發(fā)表文章，還包括目錄中引用的文獻(xiàn)都以參考文獻(xiàn)的方式被全部整合到本申請中.標(biāo)題僅為方便讀者閱讀，并不限制發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.一種用來檢測細(xì)胞-基底阻抗的器件，包括a)一個絕緣的基底；b)加工于基底上的兩個或多個電極陣列，這兩個或多個電極陣列中的每一個電極陣列都包含兩個電極結(jié)構(gòu)；c)位于基底上的兩個或多個以上的液體容器，且所述兩個或多個電極陣列中的每一個陣列與所述兩個或多個以上的液體容器中的一個對應(yīng)；d)至少兩個連接盤，每一個連接盤都位于基底的末端；其中在所述這兩個或多個電極陣列中的每個電極陣列里的兩個電極結(jié)構(gòu)是由多個電極部件組成的，所述至少兩個電極陣列中的每一個電極陣列的上述兩個電極結(jié)構(gòu)中的第一個電極結(jié)構(gòu)和至少兩個連接盤中的一個相連，而所述至少兩個電極陣列中的每一個電極陣列的上述兩個電極結(jié)構(gòu)中的第二個電極結(jié)構(gòu)則和至少兩個連接盤中的另一個相連；其中所述兩個或多個以上電極陣列中的至少兩個陣列共用一個連接盤；每個電極陣列的電極電阻在整個陣列上的分布是近似均勻的；而且，上述基底有一個適合細(xì)胞貼附或生長的表面，而細(xì)胞在上述基底上的貼附或生長可引起每個電極陣列中電極結(jié)構(gòu)間可測量的阻抗的變化.2,—個細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)，包括a)—個或多個權(quán)利要求1中的器件，至少兩個液體容器是指兩個或多個孔，兩個或多個孔的至少兩個孔的底部有電極陣列，上述電極陣列可獨(dú)立選通，進(jìn)一步，上述器件可以用于檢測與細(xì)胞行為相關(guān)的阻抗值的不同；b)阻抗分析儀；c)器件檢測臺，包含電路，可連接上述器件以及可選擇性地連接上述器件的兩個或多個以上電極陣列到阻抗分析儀；和d)軟件程序系統(tǒng)，控制上述工作臺，記錄和分析阻抗分析儀3.產(chǎn)生至少一條細(xì)胞生長曲線的方法，包括提供權(quán)利要求l中的器件；連接上述器件和阻抗分析儀；在上迷器件的至少一個液體容器中加入細(xì)胞；在上述至少一個孔中加入細(xì)胞后的三個或更多個時間點(diǎn)檢測上述至少一個液體容器的阻抗，獲得阻抗值；和作上述三個或更多個時間點(diǎn)阻抗值的時間依賴性曲線，產(chǎn)生上述至少一個液體溶液的細(xì)胞的生長曲線.4.權(quán)利要求3的方法，所述的阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的分析階段以規(guī)則和不規(guī)則的時間間隔檢測阻抗.5.權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括從每個上述三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)；作上述三個或更多個時間點(diǎn)細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，產(chǎn)生關(guān)于上述至少一個液體容器的細(xì)胞的生長曲線.6.權(quán)利要求3的方法，所述的三個或更多個時間點(diǎn)是四個或更多個時間點(diǎn)，上述四個或更多個時間點(diǎn)中至少一個時間點(diǎn)是在將細(xì)胞加入至少一個液體容器之前.7.權(quán)利要求4的方法，其中所述生長曲線用于計(jì)算一個或多個細(xì)胞生長或細(xì)胞行為的動力學(xué)參數(shù).8.權(quán)利要求7的方法，其中所述生長曲線用于計(jì)算停滯期的時間長度、細(xì)胞貼附的時間、細(xì)胞貼附率、或細(xì)胞倍增時間.9.一種產(chǎn)生至少一條細(xì)胞生長曲線的方法，包括準(zhǔn)備權(quán)利要求2中的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的至少一個孔中；在至少一個孔中加入細(xì)胞后的三個或更多個時間點(diǎn)檢測所述至少一個孔的阻抗，獲得阻抗值；作上述三個或更多個時間點(diǎn)的阻抗值的時間依賴性曲線，產(chǎn)生關(guān)于所述至少一個孔中的細(xì)胞的生長曲線。10.—種定量細(xì)胞的方法，包括提供權(quán)利要求l中的器件；將器件連接到阻抗分析儀；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的至少一個液體容器中；在上述至少一個孔加入細(xì)胞后的一個或多個時間點(diǎn)檢測所述至少一個液體容器的阻抗；對于上述一個或多個時間點(diǎn)，從阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)；在一個或更多個時間點(diǎn)，在提前獲得的聯(lián)系細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞指數(shù)的公式的基礎(chǔ)上，用上述細(xì)胞指數(shù)確定上述至少一個液體容器中的細(xì)胞數(shù)量.11.權(quán)利要求10的方法，所述的提前獲得的公式通過以下方法獲得提供權(quán)利要求l中的器件；將器件與阻抗分析儀連接；將不同數(shù)量的細(xì)胞接種到器件的至少兩個液體容器中，其中細(xì)胞數(shù)量用不同于阻抗測重的方法確定；在一個或更多個時間點(diǎn)測量至少一個液體容器的阻抗值；從測量的阻抗獲得一個或更多個時間點(diǎn)的細(xì)胞指數(shù)；在上述細(xì)胞指數(shù)和細(xì)胞數(shù)量的基礎(chǔ)上獲得公式.12.—種產(chǎn)生至少兩種細(xì)胞的生長曲線的方法，包括提供權(quán)利要求l中的器件；連接器件和阻抗檢測儀；將細(xì)胞接種到器件的兩個或多個液體容器中，其中所述兩個或多個液體容器中的至少一個液體容器接種一種細(xì)胞，所述兩個或多個液體容器中的至少另一個液體容器接種另一種細(xì)胞，提供包含不同種類細(xì)胞的至少兩個液體容器；在上述兩個或更多個液體容器中加入細(xì)胞后的三個或更多個時間點(diǎn)，檢測上述至少兩個含不同細(xì)胞的液體容器的阻抗；在三個或更多個時間，從上述至少兩個含不同細(xì)胞的液體容器的阻抗值計(jì)算細(xì)胞指數(shù)；作三個或更多個時間點(diǎn)，上述至少兩個含不同細(xì)胞的液體容器的細(xì)胞指數(shù)-時間曲線，產(chǎn)生不同種類細(xì)胞的生長曲線.13.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括在加入細(xì)胞到至少兩個液體容器之前的至少一個時間點(diǎn)檢測至少兩個液體容器的阻抗.14.權(quán)利要求13的方法，其中所述阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的分析區(qū)間，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔檢測阻抗.15.權(quán)利要求14的方法，其中所述生長曲線用于計(jì)算一個或多個細(xì)胞生長和細(xì)胞行為的動力學(xué)參數(shù)，其中所述一個或多個細(xì)胞生長和細(xì)胞行為的動力學(xué)參數(shù)包括一個或多個停滯期的長度、細(xì)胞貼附時間、細(xì)胞貼附率或細(xì)胞倍增時間，16.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括對比兩種或更多種細(xì)胞的生長曲線.17.權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括比較兩種或更多種細(xì)胞的細(xì)胞生長和細(xì)胞行為的一個或多個動力學(xué)參數(shù).18.權(quán)利要求12的方法，其中所述兩種或更多種細(xì)胞中的至少一種細(xì)胞是癌細(xì)胞，19.權(quán)利要求12的方法，其中所述兩種或更多種細(xì)胞中的至少一種細(xì)胞是基因修飾細(xì)胞.20.權(quán)利要求12的方法種，其中所述兩種或更多種細(xì)胞中的至少一種細(xì)胞被病毒感染.21.—種產(chǎn)生至少兩種細(xì)胞的生長曲線的方法，包括提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；在器件的兩個或更多個孔中加入細(xì)胞，上述兩個或更多個孔中至少一個孔接受一種細(xì)胞，上迷兩個或更多個孔的至少另一個孔接受另一種細(xì)胞，這樣就提供包含不同種類細(xì)胞的至少兩個孔；在上述兩個或更多個孔中加入細(xì)胞之后至少三個或更多個時間點(diǎn)，檢測包含不同種類細(xì)胞的至少兩個孔的阻抗；在上述三個或更多個時間點(diǎn)，獲得關(guān)于至少兩個含不同種類細(xì)胞的孔的細(xì)胞指數(shù)；作上述三個或更多個時間點(diǎn)的至少兩個含不同種類細(xì)胞的孔的細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，產(chǎn)生不同細(xì)胞的生長曲線.22.—種分析細(xì)胞對被測化合物的反應(yīng)的方法，包括提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的兩個或更多個孔中；將至少一種化合物加入上述兩個或更多個含細(xì)胞的孔的至少一個孔中，以提供至少一種化合物測試孔；提供上述兩個或更多個孔的至少一個孔作為對照孔，接種細(xì)胞，但不加入化合物；在加入至少一種化合物之后三個或以上時間點(diǎn)檢測上述至少一個化合物測試孔和至少一個對照孔的阻抗；分析加入上述測試化合物到上述至少一個化合物測試孔后，三個或更多個時間點(diǎn)至少一個化合物測試孔和至少一個對照孔的阻抗，獲得細(xì)胞對至少一種被測化合物的反應(yīng)信息.23.權(quán)利要求22的方法，進(jìn)一步包括，在上述至少一個測試化合物孔加入上述至少一種化合物之前至少測量一次上述至少一個加有化合物的孔和至少一個對照孔的阻抗.24.權(quán)利要求23的方法，阻抗測重包括在幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.25.權(quán)利要求23的方法，所述的分析包括作細(xì)胞阻抗值依賴于時間的曲線，獲得至少一種被測化合物的阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線.26.權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括比較所述至少一條化合物的阻抗曲線和所述至少一條對照阻抗曲線.27.權(quán)利要求26的方法，所述的比較，提供被測化合物作用下細(xì)胞狀態(tài)或行為的信息，細(xì)胞狀態(tài)或行為至少包括以下所列的一種細(xì)胞貼附或粘著、細(xì)胞生長或增殖、存活細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)重、細(xì)胞骨架的改變和重組織、凋亡或壞死細(xì)胞的數(shù)量.28.權(quán)利要求27的方法，所述的分析是對以下細(xì)胞狀態(tài)的分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)改變、細(xì)胞周期改變、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量、細(xì)胞質(zhì)量或性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定重、特異T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性反應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡.29.權(quán)利要求22的方法，所述的分析包括獲得細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或厶細(xì)胞指數(shù).30.權(quán)利要求29的方法，進(jìn)一步包括作上述至少一個化合物測試孔的所述細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或厶細(xì)胞指數(shù)對時間的依賴性曲線，產(chǎn)生至少一種被測化合物的細(xì)胞指數(shù)曲線和至少一條對照細(xì)胞指數(shù)曲線.31.權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括比較至少一種被測化合物的細(xì)胞指數(shù)曲線和至少一條對照細(xì)胞指數(shù)曲線.32.權(quán)利要求31的方法，上述至少一條被測化合物細(xì)胞指數(shù)曲線和至少一條對照細(xì)胞指數(shù)曲線的比較，提供被測化合物作用下，細(xì)胞狀態(tài)或細(xì)胞行為改變的信息.33.權(quán)利要求32的方法，所述的細(xì)胞狀態(tài)或細(xì)胞行為指至少一種以下所列情況貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、存活細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).34.權(quán)利要求33的方法，所述的分析是分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞質(zhì)重或性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡.35.權(quán)利要求22的方法，所述的分析包括從上述至少一個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗度量獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù).36.權(quán)利要求35的方法，所述的獲得細(xì)胞變化指數(shù)或細(xì)胞指數(shù)二階導(dǎo)數(shù)是獲得一個細(xì)胞變化指數(shù)(CCI).37.權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括在給定時間點(diǎn)確定至少一個被測化合物孔和至少一個對照孔的CCI值，CCI值分以下幾類約等于0.7/DT、遠(yuǎn)大于0.7/DT、大于零且小于0.7/DT、約等于零、小于零、或遠(yuǎn)小于零；CCI約等于0.7/DT說明細(xì)胞以對數(shù)生長率增長；CCI遠(yuǎn)大于0.7/DT說明細(xì)胞增長快于對數(shù)生長；CCI大于零且小于0.7/DT說明細(xì)胞增長慢于對數(shù)生長；CCI約等于零說明沒有增長(恒定的細(xì)胞指數(shù))；CCI小于零說明細(xì)胞在離開貼附基質(zhì)；CCI遠(yuǎn)小于零說明細(xì)胞快速離開貼附基質(zhì).38.權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括作CCI時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物的細(xì)胞改變指數(shù)曲線(CCI曲線)和至少一條對照細(xì)胞改變指數(shù)曲線(CCI曲線).39.權(quán)利要求38的方法，進(jìn)一步包括對比至少一條被測化合物的CCI曲線和至少一條對照CCI曲線.40.權(quán)利要求39的方法，上述至少一條被測化合物CCI曲線和上述至少一條對照CCI曲線的比較，提供細(xì)胞對上述至少一種被測化合物處理的反應(yīng)，細(xì)胞狀態(tài)或細(xì)胞行為指至少一種以下所列情況細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、存活細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).41.權(quán)利要求39的方法，所述的分析是分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或剌激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞質(zhì)量或性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡.42.分析兩種或更多種細(xì)胞對被測化合物的反應(yīng)的方法，包括提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上迷系統(tǒng)的兩個或以上的孔中，兩個或更多個孔中至少一個孔接受一種細(xì)胞、兩個或更多個孔的至少另一個孔接受另一種細(xì)^fc;在至少一個有一種細(xì)胞的孔和至少一個有另一種細(xì)胞的孔中加入至少一種被測化合物，得到至少兩個含不同細(xì)胞的測試孔；準(zhǔn)備至少兩個對照孔，所述對照孔的至少一個孔接受一種細(xì)胞，所述對照孔的至少另一個孔接受另一種細(xì)胞，得到至少兩個含不同細(xì)胞的對照孔；在加入上述至少一種化合物后三個或更多個時間點(diǎn)，測量所述至少兩個含不同細(xì)胞的測試孔和所述至少兩個含不同細(xì)胞的對照孔的阻抗；分析上述至少兩個含不同細(xì)胞的測試孔和至少兩個含不同西把的對照孔的阻抗值，獲得不同細(xì)胞對至少一種被測化合物的反應(yīng)的信息.43.權(quán)利要求42的方法，進(jìn)一步包括在至少兩個測試孔加入至少一種測試化合物之前的至少一個時間點(diǎn)測量所述至少兩個含不同細(xì)胞的測試孔和所述至少兩個含不同細(xì)胞的對照孔的阻抗.44.權(quán)利要求43的方法，所述的阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行；進(jìn)一步，分析包括作細(xì)胞阻抗值的時間依賴性曲線，獲得至少兩種細(xì)胞的被測化合物阻抗曲線和至少兩種細(xì)胞的對照阻抗曲線；比較至少兩種細(xì)胞的被測化合物阻抗曲線和至少兩種細(xì)胞的對照阻抗曲線；和比較上述至少兩種細(xì)胞中的一種細(xì)胞的被測化合物阻抗曲線和另一種細(xì)胞的被測化合物阻抗曲線，評估不同細(xì)胞對至少一種被測化合物的反應(yīng)的異同.45.權(quán)利要求44的方法，所述的分析是指分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡；其中所述評估不同細(xì)胞對所述至少一種被測化合物的反應(yīng)是指評估被測化合物處理后至少一種以下細(xì)胞狀態(tài)的不同細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、生存細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).46.權(quán)利要求42的方法，所述的分析包括從至少兩個含不同細(xì)胞的被測化合物孔和至少兩個含不同細(xì)胞的對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或厶細(xì)胞指數(shù)；作上述細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)或厶細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，獲得每種細(xì)胞被測化合物的細(xì)胞指數(shù)曲線和對照細(xì)胞指數(shù)曲線；和比較上述至少兩種細(xì)胞的被測化合物細(xì)胞指數(shù)曲線和對照細(xì)胞指數(shù)曲線，比較上述是少兩種細(xì)胞種的一種細(xì)胞和另一種細(xì)胞的被測化合物細(xì)胞指數(shù)曲線，估計(jì)上述被測化合物對至少兩種細(xì)胞的作用.47.權(quán)利要求42的方法，所述的分析包括，從所述至少兩個含不細(xì)胞變化指數(shù)(cci)或細(xì)胞指數(shù)的二、階導(dǎo)數(shù).、48.權(quán)利要求47的方法，所述的細(xì)胞變化指數(shù)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)是細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)，并且此方法進(jìn)一步包括對至少兩個含不同細(xì)胞的測試孔和至少兩個含不同細(xì)胞的對照孔作CCI的時間依賴性曲線，獲得至少兩種細(xì)胞被測化合物CCI曲線和至少兩種不同細(xì)胞的對照CCI曲線；和更進(jìn)一步比較至少兩種不同細(xì)胞的被測化合物CCI曲線和至少兩種不同細(xì)胞的對照CCI曲線，比較至少兩種不同細(xì)胞中的被測化合物CCI曲線中的至少一種與至少一種其它不同細(xì)胞的被測化合物CCI曲線，評估不同細(xì)胞對被測化合物處理的反應(yīng).49.分析細(xì)胞對兩種或更多種被測化合物的反應(yīng)的方法，包括提供權(quán)利要求2中的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到系統(tǒng)的三個或更多個孔中；在上述三個或更多個含細(xì)胞的孔的至少一個孔中加入一種被測化合物，在上述三個或更多個含細(xì)胞的孔的至少另外一個孔中加入另一種化合物，這樣就準(zhǔn)備了至少兩個加入不同化合物的孔；準(zhǔn)備至少一個對照孔，接種細(xì)胞，但不加化合物；在加入上述化合物后三個或更多個時間點(diǎn)，檢測上述加入至少兩種化合物的孔和上述至少一個對照孔的阻抗；分析在加入上述測試化合物到上述至少兩個化合物測試孔后，三個或更多個時間點(diǎn)測得的上述至少兩個不同化合物的測試孔和至少一個對照孔測得的阻抗值，獲得細(xì)胞對至少兩種被測化合物的反應(yīng)信息，50.權(quán)利要求49的方法，進(jìn)一步包括在上述至少兩個化合物測試孔加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)測量上述至少兩個化合物測試孔和至少一個對照孔的阻抗.51.權(quán)利要求50的方法，所述的阻抗測重包括在幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行。52.權(quán)利要求51的方法，所述的分析包括作阻抗-時間依賴性曲線，獲得至少兩種被測化合物阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線；比較上述至少兩條被測化合物阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線；和比較上述至少兩種不同化合物中的至少一種和至少另外一種的阻抗曲線，評估細(xì)胞對不同化合物的反應(yīng)的異同.53.權(quán)利要求52的方法，所述的分析是指分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡；估計(jì)細(xì)胞對不同被測化合物的反應(yīng)是指估計(jì)被測化合物處理后至少一種以下細(xì)胞狀態(tài)的不同細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、生存細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).54.權(quán)利要求53的方法，所述的分析包括從上述至少兩種不同化合物測試孔和至少一個對照孔測得的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或厶細(xì)胞指數(shù)；進(jìn)一步包括作上述細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或A細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，獲得上述至少兩種化合物測試孔和至少一個對照孔的細(xì)胞指數(shù)(CI)曲線；更進(jìn)一步包括比較上述至少兩種被測化合物CI曲線和至少一條對照CI曲線；和比較上述至少兩種不同化合物中的至少一種和至少另外一種的CI曲線，評估細(xì)胞對不同被測化合物處理的不同反應(yīng).55，權(quán)利要求49的方法，所述的分析包括從所述至少兩個不同化合物測試孔和至少一個對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù).56.權(quán)利要求55，所述的細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)是細(xì)胞變化指數(shù)(CCI).57.權(quán)利要求56的方法，進(jìn)一步包括作上述至少兩個不同化合物測試孔和至少一個對照孔CCI的時間依賴性曲線，獲得至少兩種被測化合物CCI曲線和至少一條對照CCI曲線；更進(jìn)一步包括比較至少兩種被測化合物CCI曲線和至少一條對照CCI曲線，和比較上述至少兩種不同化合物中的至少一種和至少另外一種的CCI曲線，評估細(xì)胞對不同被測化合物處理的不同反應(yīng).58.分析一種或多種化合物對細(xì)胞的作用的方法，具體為提供權(quán)利要求2的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到三個或更多個孔中；將不同濃度的被測化合物加入到上述三個或更多個有細(xì)胞孔中的兩個或更多個孔中，提供兩個或更多個上述化合物的不同濃度測試孔；準(zhǔn)備至少一個對照孔，接種細(xì)胞，但不加入被測化合物；在上述化合物測試孔加入上述不同濃度化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和在上述兩個或更多個孔中加入上述不同濃度化合物之后的三個或更多個時間點(diǎn)，測量上述兩個或更多個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗，獲得上述兩個或更多個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗值；分析上述兩個或更多個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗值，評價被測化合物對細(xì)胞的作用.59.權(quán)利要求58的方法，所述的測量阻抗包括在幾分鐘到幾天的時間內(nèi)以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔進(jìn)行.60.權(quán)利要求58的方法，所述的分析包括作上述含不同濃度化合物的兩個或更多個測試孔阻抗的時間依賴性曲線，獲得兩個或更多個濃度被測化合物阻抗曲線；作上述至少一個對照孔阻抗的時間依賴性曲線，獲得至少一條對照阻抗曲線.61.權(quán)利要求60的方法，進(jìn)一步包括比較上述三個或更多個濃度的化合物阻抗曲線中的一個濃度阻抗曲線和至少一條對照阻抗曲線，評價被測化合物對細(xì)胞的作用.62.權(quán)利要求58的方法，所述的分析包括對上述兩個或更多個含不同濃度被測化合物的測試孔和至少一個對照孔，從阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或A細(xì)胞指數(shù)。63.權(quán)利要求62的方法，進(jìn)一步包括作上述至少兩個含不同濃度化合物的測試孔的細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或A細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，提供兩個或更多個濃度下化合物的CI曲線；作上述至少一個對照孔的細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或A細(xì)胞指數(shù)的時間依賴性曲線，提供至少一個對照孔的Cl曲線.64.權(quán)利要求63的方法，進(jìn)一步包括比較至少一個濃度的化合物CI曲線和上述至少一個對照曲線，評價上述被測化合物對細(xì)胞的作用。65.權(quán)利要求64的方法，所述的的分析是指分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞質(zhì)量或性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡；和評估細(xì)胞對被測化合物的反應(yīng)是指確定不同濃度被測化合物處理后細(xì)胞狀態(tài)的改變，細(xì)胞狀態(tài)改變包括至少一種以下狀態(tài)的改變細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、生存細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、調(diào)亡或壞死的細(xì)胞數(shù).66.權(quán)利要求62的方法，進(jìn)一步，在至少一個時間點(diǎn)，作上述細(xì)胞指數(shù)、歸一化細(xì)胞指數(shù)、或A細(xì)胞指數(shù)的化合物濃度依賴性曲線，產(chǎn)生測量阻抗的一個或多個時間點(diǎn)的刑童反應(yīng)曲線.67.權(quán)利要求66的方法，進(jìn)一步包括在一個或多個時間點(diǎn)，用上述一條或多條劑量反應(yīng)曲線計(jì)算化合物的時間依賴的IC5、ICIO、IC20、IC30、IC40、IC50、IC60、IC70、IC80、IC90或IC95.68.權(quán)利要求67的方法包括在一個或多個時間點(diǎn)，用上述一條或多條劑量反應(yīng)曲線計(jì)算化合物時間依賴的一個或多個IC-50.69.權(quán)利要求62的方法，進(jìn)一步包括從阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)，從細(xì)胞指數(shù)獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)，阻抗值來自上述三個或更多個含不同濃度測試化合物的測試孔中的一個孔和至少一個對照孔。70.權(quán)利要求69的方法，所述的細(xì)胞變化指數(shù)(CC1)或細(xì)胞指數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)是細(xì)胞變化指數(shù)(CCI).71.權(quán)利要求70的方法，進(jìn)一步包括在給定時間點(diǎn)確定上述兩個或更多個不同濃度被測化合物的至少一個孔和至少一個對照孔的細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)屬于以下哪個范閨約等于0.7/DT、遠(yuǎn)大于0.7/DT、大于零且小于0.7/DT、約等于零、小于零、或遠(yuǎn)小于零；CCI約等于0.7/DT說明細(xì)胞以對數(shù)生長率增長；CCI遠(yuǎn)大于0.7/DT說明細(xì)胞增長快于對數(shù)生長；CCI大于零且小于0.7/DT說明細(xì)胞增長慢于對數(shù)生長；CCI約等于零說明沒有增長(恒定的細(xì)胞指數(shù))；CCI小于零說明細(xì)胞離開貼附基質(zhì)；CCI遠(yuǎn)小于零說明細(xì)胞快速離開貼附基質(zhì).72.權(quán)利要求70的方法，進(jìn)一步包括對兩個或更多個不同濃度化合物的至少一個孔和至少一個對照孔作細(xì)胞變化指數(shù)(CCI)的時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物CCI曲線和至少一條對照CCI曲線；和進(jìn)一步包括比較上述至少一條被測化合物CCI曲線和至少一條對照CCI曲線.73.權(quán)利要求72的方法，分析被測化合物對細(xì)胞的作用包括確定不同濃度中的一個濃度化合物處理后細(xì)胞狀態(tài)的變化，細(xì)胞狀態(tài)變化包括至少一種以下狀態(tài)細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或增殖狀態(tài)、存活細(xì)胞或死亡細(xì)胞的數(shù)量、細(xì)胞骨架改變或重組織、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù).74.權(quán)利要求73的方法，所述的的分析是指分析細(xì)胞存活率、細(xì)胞貼附、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞形態(tài)變化、細(xì)胞周期變化、IgE介導(dǎo)的細(xì)胞活化或刺激、受體-配體結(jié)合、細(xì)胞定量化、細(xì)胞質(zhì)重或性狀控制、時間依賴的細(xì)胞周期檢測、中性化抗體的檢測和定量化、特定T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性效應(yīng)、病毒和細(xì)菌毒素介導(dǎo)的細(xì)胞病理改變或細(xì)胞死亡.75.研究化合物的作用機(jī)理的方法，包括提供權(quán)利要求2的細(xì)胞-基底阻抗測重系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的一個或多個孔；將被測化合物加入到至少一個上述一個或多個含細(xì)胞的孔中，得到至少一個測量孔；提供至少一個對照孔，接種細(xì)胞，但不加入化合物；在至少一個孔加入上述化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和在至少一個孔加入上述化合物之后的三個或更多個時間點(diǎn)，測量上述至少一個測量孔和至少一個對照孔的阻抗，獲得上述至少一個測試孔和至少一個對照孔的阻抗值；在至少三個時間點(diǎn)作上述至少一個測試孔的阻抗-時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物阻抗曲線；在至少三個時間點(diǎn)作上述至少一個對照孔的阻抗-時間依賴性曲線，獲得至少一條對照阻抗曲線；比較上述至少一個測試孔的阻抗曲線和至少一個對照孔的阻抗曲線，確定被測化合物對細(xì)胞生長或細(xì)胞行為有明顯作用的時間段.這里確定的時間段提供被測化合物作用下，細(xì)胞狀態(tài)變化的信息.細(xì)胞狀態(tài)指以下狀態(tài)的至少一種細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或分化狀態(tài)、存活或死亡的細(xì)胞數(shù)重、細(xì)胞骨架組織或結(jié)構(gòu)、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量.76.權(quán)利要求75的方法，所述的阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的時間內(nèi)以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔測量阻抗，77.比較被測化合物與已知化合物的活性的方法，具體為提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到系統(tǒng)的兩個或多個孔中；將至少一種被測化合物加入到上述兩個或多個有細(xì)胞的孔中的一個孔中，得到至少一個測試孔，將至少一種已知對細(xì)胞有明顯作用、且已知作用機(jī)理的化合物到另外至少一個有細(xì)胞的孔中，獲得至少一個已知化合物孔；提供至少一個對照孔，加入細(xì)胞，但不加化合物；在加入上述化合物之前至少一個時間點(diǎn)和加入上述化合物之后至少三個時間點(diǎn)，測量上述測量孔、已知化合物孔和對照孔的阻抗；作上述至少一個測試孔的阻抗的時間依賴性曲線，獲得至少一條測試化合物阻抗曲線；作上述至少一個已知化合物孔的阻抗的時間依賴性曲線，獲得至少一條已知化合物阻抗曲線；作上述至少一個對照孔的阻抗的時間依賴性曲線，獲得至少一條對照阻抗曲線；比較上述至少一條被測化合物阻抗曲線和至少一種已知化合物阻抗曲線，確定在上迷已知化合物起明顯作用的時間段，被測化合物對細(xì)胞生長和細(xì)胞行為是否有明顯作用，確定已知化合物和被測化合物對細(xì)胞的作用時間，和作用效果的異同；在上述比較的基礎(chǔ)上，確定被測化合物的作用類型對上述細(xì)胞沒有作用；有未分類作用；有以下作用的一種或多種影響給定細(xì)胞的DNA復(fù)制、拓樸異構(gòu)蘇活性、端粒酶活性、轉(zhuǎn)錄、翻譯、細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞骨架活性、凋亡、細(xì)胞周期控制、細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞分裂、激醉活性、或組蛋白功能.78.研究化合物作用機(jī)理的方法，具體為提供權(quán)利要求2的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到系統(tǒng)的一個或多個孔中；在至少一個上述一個或多個有細(xì)胞的孔中加入被測化合物，得到至少一個測試孔；提供至少一個對照孔，接種細(xì)胞但不加入化合物；在加入上述化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入上述化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，檢測至少一個測試孔和至少一個對照孔的阻抗，獲得至少一個測試孔和至少一個對照孔的阻抗值.在上述加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)的每一個時間點(diǎn)，通過上述至少一個測試孔和至少一個對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)(CI);作上述至少三個時間點(diǎn)至少一個測試孔CI時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物CI曲線；作上述至少三個時間點(diǎn)至少一個對照孔CI時間依賴性曲線，獲得至少一條對照CI曲線；比較上述至少一個測試孔CI曲線和至少一個對照孔CI曲線，確定被測化合物對細(xì)胞生長和細(xì)胞行為有明顯作用的時間段，這個時間段提供關(guān)于化合物作用下細(xì)胞狀態(tài)的變化的信息，細(xì)胞狀態(tài)是指以下狀態(tài)的至少一種細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或分化狀態(tài)、存活或死亡的細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞骨架組織或結(jié)構(gòu)、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量.79.權(quán)利要求78的方法，所述的阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔測量阻抗.80.比較測試化合物與已知化合物的活性的方法，具體為提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到兩個或多個孔；將至少一種被測化合物加入到上述兩個或多個有細(xì)胞的孔的至少一個孔中，得到至少一個測試孔，將至少一種已知對細(xì)胞有明顯作用且已知作用機(jī)理的化合物加入到上述兩個或多個有細(xì)胞的孔的至少另一個孔中，得到至少一個已知化合物孔；提供至少一個對照孔，接種細(xì)胞但是不加化合物；在加入上述化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入上述化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，檢測上述至少一個測試孔、上述至少一個已知化合物孔和上述至少一個對照孔的阻抗值；在加入上述化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入上述化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，從上述至少一個測試；L、上述至少一個已知化合物孔和上述至少一個對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)(CI);作上述至少一個測試孔的CI時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物的CI曲線；作上述至少一個已知化合物的CI時間依賴性曲線，獲得已知化合物的CI曲線；作上述至，一個對照孔的CI時間依賴性曲線，獲得至少一條對照CI曲線；比較上述至少一個化合物測試孔的被測化合物CI曲線和上述至少一個已知化合物孔的已知化合物CI曲線，確定被測化合物是否在已知化合物對細(xì)胞生長和細(xì)胞行為有明顯作用的時間段對細(xì)胞有明顯作用，確定被測化合物和已知化合物對細(xì)胞的作用時間、作用率和作用效杲的異同；在上述比較的基礎(chǔ)上，確定被測化合物的作用類型對上述細(xì)胞沒有作用；有未分類作用；有以下作用的一種或多種影響給定細(xì)胞的DNA復(fù)制、拓樸異構(gòu)醉活性、端粒醉活性、轉(zhuǎn)錄、翻譯、細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞骨架活性、凋亡、細(xì)胞周期控制、細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞分裂、激蘇活性、或組蛋白功能.81.研究化合物作用機(jī)理的方法，具體為提供權(quán)利要求2的細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的一個或多個孔中；將一種化合物加入到上述一個或多個有細(xì)胞的孔的至少一個孔中，得到至少一個測試孔；提供至少一個對照孔，加入細(xì)胞但不加化合物；在上述至少一個孔中加入上述化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和在上述至少一個孔中加入上述化合物之后的至少三個時間點(diǎn)，檢測上述至少一個測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗，獲得上述至少一個測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗值；在上述加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)的每一個時間點(diǎn)，從上述至少一個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)(CI);在上述加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)的每一個時間點(diǎn)，從上述至少一個化合物測試孔和上述至少一個對照孔的細(xì)胞指數(shù)(CI)獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI);比較給定時間點(diǎn)上述至少一個測試孔和上迷至少一個對照孔的CCI，提供被測化合物作用下時間依賴的細(xì)胞狀態(tài)的改變信息，細(xì)胞狀態(tài)是指以下狀態(tài)的至少一種細(xì)胞貼附或粘著狀態(tài)、細(xì)胞生長或分化狀態(tài)、存活或死亡的細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞骨架組織或結(jié)構(gòu)、凋亡或壞死的細(xì)胞數(shù)量.82.權(quán)利要求78的方法，所述的的阻抗測量包括幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔測重阻抗.83.比較被測化合物與已知化合物的活性的方法，具體為提供權(quán)利要求2的系統(tǒng)；將細(xì)胞接種到上述系統(tǒng)的兩個或以上的孔中；將至少一種被測化合物加入到上述兩個或多個有細(xì)胞的孔的至少一個孔中，得到至少一個測試孔，將至少一種已知對細(xì)胞有明顯作用、且已知作用機(jī)理的化合物到上述兩個或多個有細(xì)胞的孔的至少另外一個孔中，獲得至少一個已知化合物孔；提供至少一個對照孔，加入細(xì)胞，但不加化合物；在加入上述化合物之前至少一個時間點(diǎn)和加入上述化合物之后至少三個時間點(diǎn)，測量上述至少一個測量孔、上述至少一個已知化合物孔和上述至少一個對照孔的阻抗；在上述加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)的每一個時間點(diǎn)，從上述至少一個被測化合物孔、上述至少一個已知化合物孔和上述至少一個對照孔的阻抗值獲得細(xì)胞指數(shù)(CI);在上述加入化合物之前的至少一個時間點(diǎn)和加入化合物之后的至少三個時間點(diǎn)的每一個時間點(diǎn)，從上述至少一個被測化合物孔、上述至少一個已知化合物孔和上述至少一個對照孔的CI獲得細(xì)胞變化指數(shù)(CCI);作上述至少一個測試孔CCI的時間依賴性曲線，獲得至少一條被測化合物CCI曲線；作上述至少一個已知化合物孔CCI時間依賴性曲線，獲得至少一種已知化合物CCI曲線；作上述至少一個對照孔CCI時間依賴性曲線，獲得至少一條對照CCI曲線；對比上述至少一種被測化合物和上述至少一種已知化合物的CCI曲線，確定在已知化合物起明顯作用的時間段，被測化合物對細(xì)胞生長和細(xì)胞行為是否有明顯作用，確定被測化合物和已知化合物對細(xì)胞的作用時間，作用率和和作用效杲的異同；在上述比較的基礎(chǔ)上，確定被測化合物的作用類型對上述細(xì)胞沒有作用；有未分類作用；有以下作用的一種或多種影響給定細(xì)胞的DNA復(fù)制、拓樸異構(gòu)醉活性、端粒酶活性、轉(zhuǎn)錄、翻譯、細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞骨架活性、凋亡、細(xì)胞周期控制、細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞分裂、激酶活性、或組蛋白功能.84.權(quán)利要求83的方法，所述的的阻抗測量包括在幾分鐘到幾天的分析時間內(nèi)，以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔測重阻抗.全文摘要本發(fā)明包括用細(xì)胞-基底阻抗測量分析細(xì)胞的器件、系統(tǒng)和方法。一方面，本發(fā)明提供細(xì)胞-基底阻抗測量器件，由絕緣基底上電極陣列組成。在整個陣列中，每個電極陣列有近似均勻的電阻。另一方面，本發(fā)明提供細(xì)胞-基底阻抗測量系統(tǒng)，包含一個或多個細(xì)胞-基底阻抗測量器件(器件包含多個孔，每個孔都有一個電極陣列)、一個阻抗分析儀、一個器件工作臺(連接每個孔的電極陣列到阻抗分析儀)和控制工作臺和阻抗分析儀的軟件。另一方面，本發(fā)明可以用阻抗測量作細(xì)胞分析，來檢測細(xì)胞行為或細(xì)胞狀態(tài)的變化。本方法可以用于測試化合物對細(xì)胞的作用，例如細(xì)胞毒性分析。本發(fā)明還提供分析化合物的細(xì)胞毒性的方法。文檔編號G01N27/26GK101400780SQ200580012255公開日2009年4月1日申請日期2005年2月9日優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日發(fā)明者亞馬·阿巴斯,曉徐,王小波申請人:美國艾森生物科學(xué)公司