心脏芯片的收缩、钙瞬变与电活动功能质控
在人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源心肌芯片中，采用明场与荧光视频分别测量收缩、钙瞬变和电活动，并比较细胞外钙与起搏条件。
用途与模型
- 研究用途
- 用于候选药物心脏效应研究前的模型功能检查，识别培养质量、钙条件及起搏跟随情况对功能参数的影响。
- 模型与细胞来源
- 人 iPSC 来源心肌微组织培养在微流控心脏芯片内，进行活细胞视频检测。
- 方法版本
- 2025 年方案的细胞外钙与起搏功能比较版本
- 实验形式
- 明场图像相关分析测量组织位移；钙和电压相关荧光视频提取强度变化，经背景漂移校正及每搏分段后计算功能参数。
材料与平台
- 检测方式
- 明场视频用于收缩位移和速度；钙敏感与膜电位相关荧光用于持续时间和频率参数。补充资料报告约 65 帧/秒的视频采集。
- 细胞外钙比较
- 图 6 在固定 1.2 Hz 起搏下比较不同细胞外钙条件的 3 类功能参数。
- 起搏比较
- 公开图 7 在 0.75–2 Hz 范围内比较起搏条件，并检查实际频率能否跟随设定频率。
测量指标与分析
- 收缩位移
- 收缩与舒张速度
- 收缩持续时间
- 钙瞬变持续时间
- 动作电位复极达到 80% 的持续时间（action potential duration at 80% repolarization，APD80）
- 实际跟随频率
各类成像结果分别汇总；未能跟随起搏的记录按源表标记排除，各条件采用相应实际样本数。原图以均值和标准差展示。
研究设计与结果
方法文件报告的验证结果
- 研究设计
- 在固定 1.2 Hz 起搏下比较细胞外钙条件，并分别测量收缩、钙瞬变及动作电位参数。
- 测试范围
- 图 6 报告 4 份功能重复，源表列 4 个记录编号。
- 参照体系
- 图示以最低细胞外钙条件为参照，比较其余钙浓度下的各功能参数。
- 研究结果
- 较高钙条件下收缩位移较大，钙瞬变及动作电位持续时间缩短，钙和电压相关频率接近设定起搏频率。
适用条件与研究局限
- 电活动、钙瞬变和机械收缩分别测量，各项持续时间与位移参数反映不同功能。
方法文件报告的验证结果
- 研究设计
- 比较不同起搏频率下的功能持续时间与实际跟随频率。
- 测试范围
- 收缩、钙及电压源表在 0.75、1、2 Hz 各排除 1 份未跟随记录；各条件实际纳入 3–4 份记录。
- 参照体系
- 图示以 0.75 Hz 为起点，与其余起搏频率比较。
- 研究结果
- 起搏加快时，钙瞬变持续时间和 APD80 总体缩短；部分收缩记录未跟随设定起搏，未纳入相应汇总。
适用条件与研究局限
- 部分微组织未跟随设定起搏，相应记录被排除，汇总样本量随条件改变。