在體外模型研究與高通量藥物篩選中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜生物系統(tǒng)的高精度、高信息量監(jiān)測(cè)一直是科研與工業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)多孔板電生理系統(tǒng)受限于電極數(shù)量少、空間分辨率低、數(shù)據(jù)一致性不足等問題，難以滿足對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、類器官、腦切片等復(fù)雜樣本進(jìn)行長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)、無(wú)標(biāo)記功能分析的需求。瑞士3Brain公司推出的HyperCAM Alpha系統(tǒng)，基于其獨(dú)·有的CorePlate™多孔板芯片技術(shù)，為這一領(lǐng)域帶來(lái)了真正的變革。

一、技術(shù)核心：從“多孔板”到“智能傳感平臺(tái)”

HyperCAM Alpha是首·個(gè)基于CorePlate™技術(shù)的多孔板功能篩選系統(tǒng)。其突破在于將傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)板轉(zhuǎn)化為具備傳感與驅(qū)動(dòng)能力的智能平臺(tái)——每個(gè)孔中集成了一枚高密度微電極芯片，單孔可容納多達(dá)2304個(gè)記錄電極與4096個(gè)刺激位點(diǎn)，整板6孔共計(jì)13824個(gè)傳感通道。這種設(shè)計(jì)不僅大幅提升了數(shù)據(jù)采集的空間密度與信號(hào)覆蓋范圍，更通過芯片內(nèi)置的信號(hào)處理能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電生理活動(dòng)的高保真、高并行記錄。

二、廣泛的應(yīng)用兼容性

該系統(tǒng)支持多種體外生物模型的電生理監(jiān)測(cè)與刺激，包括：

• 2D培養(yǎng)系統(tǒng)：人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）來(lái)源的神經(jīng)元、小鼠原代分散培養(yǎng)物等；

• 3D復(fù)雜模型：腦類器官、心臟類器官、球狀體及神經(jīng)元組裝體；

• 急性組織：腦切片、心臟切片等，支持開蓋流體集成與多切片并行監(jiān)測(cè)；

• 長(zhǎng)期培養(yǎng)：封閉式環(huán)境艙具備溫控、CO?調(diào)控與濕度監(jiān)測(cè)功能，適用于長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

三、高數(shù)據(jù)質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)效率提升

HyperCAM Alpha結(jié)合新一代BrainWave軟件，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、處理到可視化的全流程集成。高密度電極布局帶來(lái)的高統(tǒng)計(jì)信噪比顯著降低了實(shí)驗(yàn)所需的重復(fù)次數(shù)。研究表明，在評(píng)估如神經(jīng)元放電頻率等基礎(chǔ)指標(biāo)時(shí)，使用1024電極配置可比傳統(tǒng)低電極密度系統(tǒng)減少約75%的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在保證結(jié)果準(zhǔn)確性的同時(shí)，大幅節(jié)約時(shí)間、細(xì)胞與試劑成本。

四、靈活的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成

系統(tǒng)提供封閉與開放兩種頂蓋配置：封閉式適用于長(zhǎng)期培養(yǎng)與氣態(tài)環(huán)境控制；開放式便于接入灌流系統(tǒng)，適用于急性電生理實(shí)驗(yàn)。此外，系統(tǒng)搭載雙通道電刺激模塊，支持長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）、配對(duì)脈沖協(xié)議等復(fù)雜電生理范式。防水艙體與密封設(shè)計(jì)也有效避免了液體濺落對(duì)電子元件的損害。

五、總結(jié)：重新定義高通量電生理篩選

HyperCAM Alpha不僅是一臺(tái)設(shè)備，更是一個(gè)完整的電生理研究平臺(tái)。其通過：

1. 超高密度電極陣列，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)解析；

2. 多孔并行處理，支持6個(gè)樣本同步實(shí)驗(yàn)；

3. 智能環(huán)境控制，適配從急性到長(zhǎng)期的各類實(shí)驗(yàn)需求；

4. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化，顯著提升實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性與通量。

該系統(tǒng)為神經(jīng)科學(xué)、心臟電生理、藥物發(fā)現(xiàn)與毒性測(cè)試等領(lǐng)域的研究者提供了前所·未有的分辨能力、靈活性與可靠性，標(biāo)志著多孔電生理技術(shù)正式步入“高內(nèi)涵篩選”的新時(shí)代。

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