"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Оценка жизнеспособности одиночных клеток и клеточных популяций in vitro с помощью импедансной спектроскопии во временном представлении
Переводная версия: 10.1134/S1063784218090219
Ступин Д.Д.1,2
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия
Email: Stu87@ya.ru, Stupin@spbau.ru
Поступила в редакцию: 18 января 2018 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2018 г.

Работа посвящена применению высокоскоростных методов электрической импедансной спектроскопии (ЭИС) --- Фурье-ЭИС и ЭИС на основе адаптивной фильтрации (АФ-ЭИС) --- для изучения клеточных популяций и одиночных клеток в физиологически естественных условиях in vitro. Сокращая продолжительность жизни клеток с помощью УФ облучения, показано, что гибель клеточной популяции позволяет зарегистрировать как Фурье-ЭИС, так и АФ-ЭИС, в то время как для оценки жизнеспособности одиночных клеток более надежный результат дает АФ-ЭИС. Последнее является следствием высокой помехоустойчивости АФ-ЭИС, которая в условиях внешнего зашумления, вызванного электромагнитными наводками, обеспечила возможность работы с безвредными для одиночных клеток 10-100 nA токовым откликом и 15 mV зондирующим напряжением. Разработанная технология диагностики одиночных клеток может послужить фундаментом для создания прецизионных ток-синосенсоров и датчиков ионизирующего излучения, которые внесут существенный вклад в решение важнейших задач экологии и здравоохранения. -18
  1. Barsoukov Е. Impedance spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications. J. Ross Macdonald. John Wiley \& Sons, 2005
  2. Lvovich V.F. Impedance Spectroscopy: Applications to Electrochemical and Dielectric Phenomena. 1 edition. Wiley, 2012
  3. Лебедев Д.В., Давыдов А.А. // ФТП. 2000. Т. 34. Вып. 1. C. 113
  4. Горбачук Н.И., Шпаковский С.В., Wieck А., Поклонский Н.А. // ЖТФ. 2010. Т. 80. Вып. 10. С. 74--82
  5. Yahia I.S., Fadel M., Sakr G.B. et al. // Acta Phys. Polonica A. 2011. Vol. 120. N 3. P. 563--566
  6. Берман Л.С., Лебедев Л.С. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. Л.: Наука, 1981
  7. Yuanhua Lin, Lei Jiang, Rongjuan Zhao, Ce-Wen Nan // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. N 1. P. 014103
  8. Jacak P.L. Quantum Dots. NanoScience and Technology. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1998. P. 83--96
  9. Gesheva K., Arvizu M.A., Bodurov G. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. Vol. 764. P. 012010
  10. Tsai Y.-T., Whitmore D.H. // Sol. St. Ionics. 1982. Vol. 7. N 2. P. 129--139
  11. Lelidis I., Barbero G. // Phys. Lett. A. 2005. Vol. 343. N 6. P. 440--445
  12. Barbero G., Lelidis I. // Phys. Rev. E. 2007. Vol. 76. N 5. P. 051501
  13. Ying Ting Set, Birgersson E., Luther J. // Phys. Rev. Appl. 2016. Vol. 5. N 5. P. 054002
  14. Rau U. Advanced Characterization Techniques for Thin Film Solar Cells. Wiley-VCH, 2011. P. 81--105
  15. Wang S., Verbrugge M., Vu L. et al. // J. Electrochem. Society. 2013. Vol. 160. N 11. P. A1962--A1970
  16. Wegener J., Keese C.R., Giaever I. // Experimental cell research. 2000. Vol. 259. N 1. P. 158--166
  17. Grimnes S. Bioimpedance and bioelectricity basics. Academic Press, Elsevier Ltd, 2015
  18. Dittami G.M., Ayliffe H.E., King C.S., Rabbitt R.D. // J. Microelectromechanical Systems. 2008. Vol. 17. N 4. P. 850--862
  19. Giaever I., Keese C.R. // Nature. 1993. Vol. 366. N 6455. P. 591
  20. McAdams E.T., Jossinet J. // Physiological Measurement. 1995. Vol. 16. N 3A. P. Al
  21. Jin S.-A., Poudyal S., Marinero E.M. et al. // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 194. P. 422--430
  22. Alfinito E., Reggiani L. // Phys. Rev. E. 2010. Vol. 81. N 3. P. 032902
  23. Chang B.-Y., Park S.-M. // Annual Rev. Analytical Chem. 2010. Vol. 3. P. 207--229
  24. Popkirov G.S., Schindler R.N. // Review of scientific instruments. 1992. Vol. 63. N 11. P. 5366--5372
  25. Leisner M., Carstensen J., Foll H. // J. Electroanalytical Chem. 2008. Vol. 615. N 2. P. 124--134
  26. Денда В. Шум как источник информации. Мир, 1993
  27. Banerjee P., Bhunia A.K. // Trends Biotechnology. 2009. Vol. 27. N 3. P. 179--188
  28. Ржевкин С.Н. // УФН. 1948. Т. 34. Вып. 1. С. 1--12
  29. Theremin L.S., Petrishev O. // Leonardo Music Journal. 1996. Vol. 6. N 1. P. 49--50
  30. Wegener J., Keese C.R., Giaever I. // Experimental Cell Research. 2000. Vol. 259. N 1. P. 158--166
  31. Tlili C., Reybier K., Geloen A. et al. // Analytical Chemistry. 2003. Vol. 75. N 14. P. 3340--3344
  32. Mondal D., RoyChaudhuri C. // IEEE Transactions on Nanobioscience. 2013. Vol. 12. N 3. P. 239--246
  33. Abdur Rub Abdur Rahman, Lo C.-M., Bhansali S. et al. // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2009. Vol. 56. N 2. P. 485--492
  34. Keese C.R., Wegener J., Walker S.R., Giaever I. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2004. Vol. 101. N 6. P. 1554--1559
  35. Asphahani F., Wang K., Thein M. et al. // Physical Biology. 2011. Vol. 8. N 1. P. 015006
  36. Stupin D.D., Koniakhin S.V., Verlov N.A., Dubina M.V. // Phys. Rev. Appl. 2017. Vol. 7. P. 054024
  37. Kenneth H.J., James A.S. // J. Histochemistry \& Cytochemistry. 1985. Vol. 33. N 1. P. 77--79

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.