細(xì)胞熱力學(xué)監(jiān)測分析系統(tǒng)概述： 

利用活體細(xì)胞熱流測量監(jiān)測代謝變化是一個(gè)成熟完善的技術(shù)。瑞典symcel利用其微量熱量檢測分析技術(shù)，

發(fā)明了業(yè)界*款多通道、高靈敏、無需標(biāo)記的CalScreener細(xì)胞代謝和生物能量實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測分析系統(tǒng)，集高靈敏度和優(yōu)異的基線穩(wěn)定性于一身。

該系統(tǒng)可以進(jìn)行包括細(xì)胞代謝分析、氧呼吸測定、藥物代謝分析、線粒體有氧代謝和糖酵解等功能的細(xì)胞代謝和生物能力所有類型的變化。
通過特殊的48孔細(xì)胞培養(yǎng)微孔板設(shè)計(jì)，在測量時(shí)臨時(shí)形成的微環(huán)境中，利用無創(chuàng)的熱傳感器同步地實(shí)時(shí)探測溶解氧和pH值變化，從而快速了解細(xì)胞內(nèi)包括兩大能量轉(zhuǎn)換途徑（線粒體的有氧代謝和糖酵解）在內(nèi)的全部能量代謝狀態(tài)。 
原理： 
從能量守恒定律講，細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)是一定伴隨熱量的變化，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測、分析細(xì)胞熱譜曲線的變化，實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞發(fā)熱功率和生物能量代謝產(chǎn)生熱量的變化，并進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)分析。 
細(xì)胞熱力學(xué)監(jiān)測分析系統(tǒng)功能：
該系統(tǒng)一個(gè)為科研者提供在天然環(huán)境中進(jìn)行細(xì)胞生物能量測量的無標(biāo)記、實(shí)時(shí)檢測分析工具，可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、酵母、細(xì)菌生物能量與代謝的微量熱進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)監(jiān)測分析, 監(jiān)測分析代謝過程變化。提供重要的細(xì)胞熱動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù).
對(duì)物理、化學(xué)或生物刺激引起生物過程預(yù)期的代謝變化都可進(jìn)行有效的分析.
事實(shí)已證明微量熱技術(shù)是一種靈敏而快速的生物鑒定方法，在癌癥研究中可以用其來檢測細(xì)胞的代謝混亂。

1. 研究線粒體的功能和代謝機(jī)制:

線粒體是細(xì)胞中極為重要的細(xì)胞器。在生命體能量代謝過程中,除一部分能量用于ATP 合成外,其余則以熱的 
形式釋出。用CalScreener精密量熱計(jì)可測量線粒體代謝過程中的熱量輸出,此方法對(duì)研究線粒體的功能和代謝機(jī)制具有十分重要的意義.
ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫符號(hào)，它是各種活細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物.
武漢大學(xué)目前已經(jīng)建立了一系列數(shù)學(xué)模型,用于線粒體熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究。目前已研究了呼吸鏈阻斷劑[20 ] 、毒物[21 ] 、稀土[22 ]等對(duì)線粒體代謝影響的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征。朱軍成等[23 ] 研究了路化汞對(duì)鯉魚線粒體的影響,結(jié)果顯示路化汞在低濃度下促進(jìn)線粒體代謝,伴有強(qiáng)烈的解偶聯(lián)效應(yīng),而高濃度*抑制,磷酸化系統(tǒng)失效。此研究說明路化汞對(duì)線粒體的作用具有濃度依賴性。曹俊嶺等[24 ]研究了人參不同提取部位對(duì)大鼠肝臟線粒體的影響,研究結(jié)果表明人參不同部位通過對(duì)代謝過程中多項(xiàng)指標(biāo)的影響均可提高線粒體的能量利用率。此研究為微量熱技術(shù)在中藥的活性篩選中的應(yīng)用提供了較好的佐證。
2.監(jiān)測細(xì)胞的代謝過程，研究產(chǎn)熱量與細(xì)胞代謝之間的內(nèi)在:
細(xì)胞在生長過程中,營養(yǎng)物質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生能量,并通過代謝zui終以熱的形式釋放出來。靈敏的微量熱儀可以通過 
監(jiān)測細(xì)胞的代謝過程研究產(chǎn)熱量與細(xì)胞代謝之間的內(nèi)在。

1. 3.用于研究病理狀態(tài)下細(xì)胞的代謝與正常細(xì)胞的異同, 用于疾病的輔助診斷

—病變癌癥細(xì)胞熱功率大于正常細(xì)胞熱功率。 
譚安民等[25] 研究正常細(xì)胞和HIV 1 病毒感染的細(xì)胞的微量熱譜圖,發(fā)現(xiàn)病毒感染細(xì)胞的代謝熱明顯高于正常細(xì)胞。劉欲文等[26 ] 研究了兩種細(xì)胞分別被不同病毒感染,一種細(xì)胞感染后比未感染的代謝熱高20 % ,提示為*感染;而另一種細(xì)胞感染后代謝熱明顯增大,提示為殺細(xì)胞性感染,病毒大量繁殖 
4.研究藥物對(duì)細(xì)胞代謝的影響： 
曹俊嶺等[27 ]用微量熱法研究人參皂苷對(duì)小鼠脾淋巴細(xì)胞的影響,并用MTT 法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本*,人參皂苷能增加脾淋巴細(xì)胞的生物熱活性。目前利用微量熱技術(shù)對(duì)腫瘤細(xì)胞等病變細(xì)胞的研究是這一領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 
研究癌細(xì)胞的代謝產(chǎn)熱及藥物對(duì)其影響,對(duì)于研究癌細(xì)胞的生長代謝規(guī)律和抗癌藥物篩選等均有重要意義。李莉等[28 ]研究了高溫及抗癌藥卡莫氟對(duì)卵巢癌細(xì)胞的影響。利用微量熱法測定細(xì)胞代謝熱的變化,并利用透射電鏡觀察其形態(tài)的變化。通過對(duì)宏觀及微觀兩方面的研80 藥物生物技術(shù)第17 卷第1 期　究表明高溫和抗癌藥均能使卵巢癌細(xì)胞凋亡和壞死,兩者具有協(xié)同作用。周暉等[29 ] 利用微量熱技術(shù)研究了高溫對(duì)肝癌細(xì)胞系Bel 7402 代謝熱的影響,通過熒光顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化,并采用流式細(xì)胞術(shù)研究凋亡細(xì)胞的百分比。結(jié)果表明微量熱技術(shù)可以與其他技術(shù)相結(jié)合,更有效的說明細(xì)胞生長代謝的狀態(tài)。 
5.研究細(xì)胞代謝與凋亡過程 
微量熱技術(shù)與透射電鏡結(jié)合可以研究細(xì)胞代謝與凋亡過程,在測定過程中插入電極,如pH 電極和氧電極,可同時(shí)測定過程中pH 值和氧濃度的變化 
6.細(xì)胞呼吸爆發(fā)的微量量熱研究:
? 微量量熱法為細(xì)胞呼吸爆發(fā)的研究提供為定量測量方法，微量熱分析可以繪制生物體生長熱譜圖,通過建立數(shù)學(xué)生長模型,可以得到生長速率常數(shù)k,zui小抑菌濃度MIC,zui大發(fā)熱功率Pm,及總發(fā)熱量Qtot等一系列熱動(dòng)力學(xué)參數(shù),能定性和定量的說明問題。 
7.使用微量量熱法研究藥物對(duì)細(xì)胞的抑制與保護(hù)作用
8.使用微量量熱法可檢測細(xì)胞活性： 
9.細(xì)胞不同代謝研究：細(xì)胞不同代謝類型的熱化學(xué)研究, 鑒別靜息細(xì)胞代謝的新方法 
10.微量量熱法測定細(xì)菌生長的熱譜 
11.微量量熱法對(duì)細(xì)菌zui低生長溫度的研究 
12. 無論是合成代謝還是分解代謝都能被檢測分析 
13.毒理性應(yīng)用: CalScreener多通道細(xì)胞微量量熱儀適用于zui常見的實(shí)驗(yàn)將包括比較新型化合物與其他已知不同毒理標(biāo)準(zhǔn)的代謝反應(yīng).
CalScreener多通道細(xì)胞微量量熱儀適用于藥物研發(fā)和代謝研究，并在細(xì)胞代謝總體狀況監(jiān)測中提供一個(gè)真正的表型反應(yīng)。CalScreener還可進(jìn)一步適用于毒理學(xué)試驗(yàn)，工藝開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測。數(shù)據(jù)獲取的無標(biāo)記原理使得CalScreener適用于更廣的細(xì)胞科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。
CalScreener多通道細(xì)胞微量量熱儀可被用作不同生物系統(tǒng)的篩選工具。任何類型的培養(yǎng)細(xì)胞、酵母和培養(yǎng)細(xì)菌均可能使用。CaScreener直接描述測量代謝率的熱功率，還可監(jiān)測合成代謝過程與分解代謝過程。 
CalScreener多通道細(xì)胞微量量熱儀可用于多種代謝率變化的應(yīng)用類型如化合物篩選、鉛物質(zhì)優(yōu)化、生物利用度研究、細(xì)胞毒性研究、生物制藥工藝優(yōu)化和抗生素研發(fā)。 
CalScreener多通道細(xì)胞微量量熱儀可有效地監(jiān)測由物理、化學(xué)和生物刺激引起的生物過程變化。代謝活性變化將引起細(xì)胞、組織或生物體的熱耗散變化。根據(jù)對(duì)生物過程涉及到不同動(dòng)力學(xué)行為的預(yù)期，下圖是不同細(xì)胞過程在不同熱功率隨著時(shí)間推移而發(fā)生變化的理想案例。