3D-Net 心脏类器官微电极阵列检测
利用支撑网维持类器官与电极接触，比较固定条件和培养液体积对电信号及药物响应的影响。
用途与模型
- 研究用途
- 记录三维心脏类器官的搏动和复极化相关药物效应。
- 模型与细胞来源
- BJ 成纤维细胞来源 hiPSC 分化的第 20 天心脏类器官；检测选择直径 2.5–3.0 mm 的组织。
- 方法版本
- 2026 年原研究的 1.5 mm 支撑网与平面 MEA 方案
- 实验形式
- 支撑网固定类器官，结合平面 MEA 与钙信号成像
材料与平台
- 支撑结构
- PDMS 制成的 3D-Net；研究比较 1.0、1.5 和 2.0 mm 高度，后续药物检测采用 1.5 mm。
- 记录设备
- Cellames 的 16E-CFPS 电极芯片及 CFPS-32 系统。
- 培养与光学记录
- 比较约 50 μL 培养液的无网条件与加网、约 1 mL 培养液条件；钙信号使用 Fluo-4 成像。
测量指标与分析
- 搏动周期 BP
- 场电位时程 FPD 与复极化波检测
- 钙信号幅度和峰间隔
- 停搏及随时间变化的信号稳定性
记录药物处理前后的场电位，计算 BP 和 FPD 相对变化；通过网高、培养液体积和有网/无网对照区分实验条件的作用。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较固定高度、培养液体积和药物处理；以光学钙信号检查机械压力影响。
- 测试范围
- 模型质量比较包含 3 个独立分化批次；药物为异丙肾上腺素和 E-4031，E-4031 主要比较每组 N = 4。
- 参照体系
- 溶剂、无网少量培养液、加网较多培养液，以及不增加培养液的有网/无网对照。
- 研究结果
- 1.5 mm 网高保留复极化波检测；同为 1 μM E-4031 时，两组 FPD 均延长约 30%，BP 分别延长约 9% 和 83%。
适用条件与研究局限
- 固定结构对应特定类器官尺寸；2.0 mm 网高会使信号失真。
- 比较采用标称药物浓度，培养液条件下的响应差异需结合固定与暴露环境解释。
- 主要测试 2 种参考药物，未建立广泛心脏风险分类性能。
来源与原文
- Non-Invasive electrophysiological monitoring of cardiac organoids using 3D-Net-assisted microelectrodes array platform原始研究 · Scientific Reports · 2026-01-24