Multichannel systems 微電極陣列芯片MEA用于電生理學(xué)研究

德國(guó)Multichannel systems（簡(jiǎn)稱MCS）作為電生理設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)者，深耕微電極陣列（MEA）技術(shù)數(shù)十年，其研發(fā)的微電極陣列芯片及電生理學(xué)儀器，以性能、靈活的適配性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為科研機(jī)構(gòu)、藥企研發(fā)及臨床探索的工具。

MCS公司集開發(fā)、制造與服務(wù)于一體，產(chǎn)品覆蓋微電極陣列記錄系統(tǒng)的各個(gè)組成部分,其核心優(yōu)勢(shì)在于其模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，使研究人員能夠根據(jù)特定實(shí)驗(yàn)需求靈活擴(kuò)展和調(diào)整系統(tǒng)配置。無(wú)論是基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)研究，還是復(fù)雜的藥物篩選，MCS都能提供量身定制的解決方案。

MCS微電極陣列芯片依托德國(guó)的微電子制造工藝，融合前沿生物兼容性技術(shù)，在穩(wěn)定性、靈敏度和實(shí)用性上實(shí)現(xiàn)多重突破，提供滿足不同研究場(chǎng)景的微陣列電極芯片，用于神經(jīng)電生理學(xué)，心臟電生理學(xué)的研究。

1. MEA 微陣列芯片的特點(diǎn)

Multichannal systems 的MEA芯片采用高純度TiN材質(zhì)微電極，電極直徑最小可達(dá)8μm，最小間距僅30μm，可實(shí)現(xiàn)高256通道同步記錄，精準(zhǔn)捕捉單個(gè)細(xì)胞及細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的微弱電信號(hào)，信噪比優(yōu)異，有效規(guī)避信號(hào)干擾與衰減問(wèn)題，真實(shí)還原神經(jīng)放電、心肌搏動(dòng)等電生理活動(dòng)的原始特征。搭配專屬信號(hào)放大與濾波技術(shù)，即便面對(duì)低頻微弱信號(hào)，也能實(shí)現(xiàn)清晰記錄與精準(zhǔn)解析，為科研數(shù)據(jù)的可靠性提供堅(jiān)實(shí)保障。

芯片基材選用生物惰性材料，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的生物相容性檢測(cè)，無(wú)毒無(wú)刺激，可與神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、視網(wǎng)膜細(xì)胞等多種可興奮性細(xì)胞及離體組織（腦片、脊髓切片等）貼附，不影響細(xì)胞正常生理功能與生長(zhǎng)狀態(tài)。同時(shí)，電極表面經(jīng)過(guò)特殊改性處理，降低細(xì)胞黏附阻力，支持細(xì)胞長(zhǎng)期培養(yǎng)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，最長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)周連續(xù)記錄. 

MCS微電極陣列芯片提供豐富的規(guī)格選擇，電極數(shù)量包括、60、120、256道等多種型號(hào)，陣列排列可定制（8×8、6×10、16×16等典型排列），也提供標(biāo)準(zhǔn)的24孔、96孔板等多種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，不同MEA 芯片適配不同的電生理學(xué)系統(tǒng)，包括MEA 2100， MEA2100-Mini, Multiwell-MEA 等系統(tǒng)。 既能滿足單一樣本的精細(xì)化研究，也能實(shí)現(xiàn)高通量樣本同步檢測(cè)，大幅提升實(shí)驗(yàn)效率。此外，芯片支持電刺激功能與實(shí)時(shí)信號(hào)反饋，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求靈活設(shè)定刺激參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“記錄-刺激-反饋”一體化操作，適配多樣化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。可提供光刺激模塊，實(shí)現(xiàn)光的刺激和反饋，滿足多樣化電生理學(xué)研究的需求。

MEA芯片采用耐高溫高壓設(shè)計(jì)，可重復(fù)滅菌使用，有效降低長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)的耗材成本；體積小巧，可無(wú)縫適配MCS MEA 2100等系列記錄系統(tǒng)，集成信號(hào)采集、數(shù)據(jù)分析于一體，搭配Multi Channel Suite專用數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析軟件，操作便捷，無(wú)需復(fù)雜的專業(yè)技能，即可快速完成信號(hào)采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)出與初步數(shù)據(jù)分析 。

2. MEA 微陣列芯片型號(hào)

MEA 有多種電極型號(hào)和樣式，60電極，120電極，250 電極，24孔板，94孔板等。

60MEA100/10iR-ITO, 60MEA100/10iR-Ti

60MEA200/10iR-ITO, 60MEA200/10iR-Ti

60MEA200/30iR-ITO, 60MEA200/30iR-Ti

 60tMEA200/30iR-ITO

120tMEA100/30iR-ITO

120MEA200/30iR-Ti 120MEA100/30iR-ITO

120-6wellMEA200/30iR-ITO

120MEA1000-1500/30iRTi

256MEA30/8iR-ITO

256MEA60/10iR-ITO

256MEA100/30iR-ITO

256MEA200/30iR-ITO

3. MEA 微陣列芯片應(yīng)用

MEA微電極芯片廣泛應(yīng)用場(chǎng)景，憑借產(chǎn)品性能，MCS微電極陣列芯片已廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、心臟科學(xué)、干細(xì)胞研究、藥物研發(fā)、臨床探索等多個(gè)領(lǐng)域。 

（1）神經(jīng)科學(xué)研究

作為神經(jīng)電生理研究的核心工具，MCS微電極陣列芯片可精準(zhǔn)記錄腦片、脊髓切片、培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞的電活動(dòng)，助力科研人員探究突觸可塑性（LTP、LTD、PPF）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成與調(diào)控、神經(jīng)發(fā)育與衰老、神經(jīng)損傷與再生等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。無(wú)論是癲癇放電機(jī)制研究、生物鐘調(diào)控探索，還是神經(jīng)退行性疾?。ò柎暮Ｄ?、帕金森?。┑牟±頇C(jī)制解析，都能提供高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定的信號(hào)支持，為相關(guān)疾病的早期診斷與治療靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)提供重要依據(jù)。同時(shí)，在腦機(jī)接口研究中，其高通道、高精度的優(yōu)勢(shì)，可助力實(shí)現(xiàn)神經(jīng)信號(hào)的精準(zhǔn)捕捉與解碼，推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化。

（2） 心臟科學(xué)研究

在心臟電生理研究中，MCS微電極陣列芯片可同步記錄離體心臟、心臟切片及培養(yǎng)心肌細(xì)胞的電活動(dòng)，精準(zhǔn)檢測(cè)心肌興奮性、傳導(dǎo)性、節(jié)律性，助力研究心肌損傷與修復(fù)、心律失常發(fā)生機(jī)制等關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心肌細(xì)胞的心跳周期、去極化與復(fù)極化過(guò)程，可快速評(píng)估心肌功能狀態(tài)，為心血管疾病的病理研究、診斷技術(shù)優(yōu)化提供重要支撐，同時(shí)為心臟再生醫(yī)學(xué)研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)工具。

（3）干細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)

在干細(xì)胞研究中，MCS微電極陣列芯片可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞等功能細(xì)胞分化過(guò)程中的電生理特性變化，精準(zhǔn)捕捉細(xì)胞分化過(guò)程中的關(guān)鍵信號(hào)節(jié)點(diǎn)，助力科研人員解析干細(xì)胞分化的調(diào)控機(jī)制，優(yōu)化干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)方案。無(wú)論是胚胎干細(xì)胞的發(fā)育研究，還是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）的功能鑒定，都能提供長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的信號(hào)記錄，為干細(xì)胞技術(shù)的臨床應(yīng)用（如細(xì)胞替代治療）奠定基礎(chǔ)。

（4） 藥物研發(fā)與安全性評(píng)價(jià)

在藥物研發(fā)領(lǐng)域，MCS微電極陣列芯片憑借高通量、無(wú)標(biāo)記、非侵入性的優(yōu)勢(shì)，成為藥物篩選與安全性評(píng)價(jià)的高效工具?？煽焖僭u(píng)估藥物對(duì)神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞的毒性作用，檢測(cè)藥物對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電活動(dòng)、心肌節(jié)律的影響，提前篩選出潛在毒性藥物，降低臨床實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，可用于藥物療效評(píng)估，追蹤藥物作用下細(xì)胞電生理特性的變化，助力優(yōu)化藥物劑量與給藥方案，大幅縮短藥物研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)類藥物、心血管藥物、抗腫瘤藥物等多種藥物的研發(fā)流程。

（5）其他領(lǐng)域應(yīng)用

除上述核心領(lǐng)域外，MCS微電極陣列芯片還廣泛應(yīng)用于視網(wǎng)膜研究（視網(wǎng)膜對(duì)光反應(yīng)信息加工、視網(wǎng)膜損傷與修復(fù)）、小腸生物電節(jié)律研究、植物根尖電生理研究等多個(gè)方向[3]，同時(shí)在臨床術(shù)中監(jiān)測(cè)（如腦腫瘤邊界精準(zhǔn)定位）中展現(xiàn)出巨大潛力，可通過(guò)精準(zhǔn)捕捉神經(jīng)信號(hào)，助力醫(yī)生精準(zhǔn)識(shí)別病灶邊界，大程度保護(hù)正常組織，提升手術(shù)療效[6]。

Multichannel systems（MCS）自成立以來(lái)，始終以“推動(dòng)電生理研究創(chuàng)新”為使命，專注于微電極陣列技術(shù)的研發(fā)與迭代，憑借的制造工藝、嚴(yán)苛的質(zhì)量控制體系，成為眾多科研機(jī)構(gòu)、藥企的長(zhǎng)期合作伙伴。其產(chǎn)品遠(yuǎn)銷各地，服務(wù)于數(shù)千項(xiàng)前沿科研項(xiàng)目推動(dòng)生命科學(xué)與生物醫(yī)藥領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。