การประยุกต์ใช้การวัดอิมพีแดนซ์กับการตรวจสอบสภาพให้ซึมผ่านได้ของเยื่อหุ้มเซลล์

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาการตรวจสอบสภาพให้ซึมผ่านได้ของเยื่อหุ้มเซลล์ที่เกิดจากอิเล็กโตรพอเรชัน ด้วยการประยุกต์ใช้การวิเคราะห์อิมพีแดนซ์. วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ เพื่อทดลองวัดอิมพีแดนซ์ของเซลล์โดยอาศัยระบบของไหลจุลภาคเพื่อควบคุมทิศทางของสนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในการวัด และเพื่อประยุกต์ใช้การวัดอิมพีแดนซ์เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมอิเล็กโตรพอเรชันของเซลล์. เซลล์ทั้งหมด 3 ชนิด ถูกใช้ในงานวิจัยนี้ ได้แก่ เซลล์ดอกอัญชัน, เซลล์มาโครฟาจ J774 และเซลล์มะเร็งสุนัขชนิดมาสต์เซลล์. การวัดค่าอิมพีแดนซ์ใช้ความถี่อยู่ในช่วง 10 kHz ถึง 100 kHz. การประยุกต์ใช้ระบบของไหลจุลภาค ทำให้สามารถกระตุ้นให้เกิดอิเล็กโตรพอเรชัน ได้ด้วยแรงดันต่ำในช่วงตั้งแต่ 2 Vp ถึง 4 Vp. Corrected total cell fluorescence (CTCF) ถูกพิจารณาประกอบในการตรวจสอบสภาพให้ซึมผ่านได้ของเยื่อหุ้มเซลล์ร่วมกับการวัดอิมพีแดนซ์. เงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการทำอิเล็กโตรพอเรชันแบบชั่วคราวกับเซลล์มะเร็งสุนัขชนิดมาสต์เซลล์ คือ 2.5 Vp, ความถี่ 20 kHz และจำนวนลูกคลื่น 50 cycles (ทั้งหมด 15 ครั้ง) ซึ่งให้ประสิทธิภาพ 50%. การแยกความแตกต่างเซลล์ที่เกิดอิเล็กโตรพอเรชันแบบชั่วคราวและแบบถาวร กระทำโดยใช้สีย้อมฟลูออเรสเซนต์ Yo-Pro-1 และ Propidium iodide (PI) ร่วมกัน. สภาพให้ซึมผ่านได้ของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถตรวจสอบได้ผ่านการวัดค่าความนำไฟฟ้า. ขนาดของการเปิดช่องของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถตรวจสอบได้ในเชิงปริมาณ จากความแตกต่างระหว่างค่าความนำไฟฟ้ากรณีไม่มีเซลล์ถูกจับยึด และกรณีหลังป้อนพัลส์ไฟฟ้าสำหรับกระตุ้นการเปิดช่องของเยื่อหุ้มเซลล์ (∆GC). การคืนสภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ตามเวลาไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยการวัดค่าความนำไฟฟ้าในงานวิจัยนี้ เนื่องจากความนำไฟฟ้าของสารละลายมีค่าสูงขึ้นตามเวลา ซึ่งสวนทางกับค่าการเปลี่ยนแปลงความนำไฟฟ้าที่เกิดจากการคืนสภาพของเยื่อหุ้มเซลล์. นอกจากนี้ แรงดันของพัลส์ที่สูงขึ้นเพียงเล็กน้อย อาจทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เสียสภาพโดยถาวรได้. ทว่า เมื่อลดขนาดแรงดันไฟฟ้าหรือจำนวนลูกคลื่นลง การเกิดอิเล็กโตรพอเรชันจะไม่สามารถสังเกตได้อย่างชัดเจน.