CN115586227A - 基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，包括：对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理；在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系；将导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置；在三维细胞培养体系中加入趋化因子；采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息；根据细胞阻抗信息采用远程无线方式对化疗药物进行定量筛选。本公开通过采用远程云诊断集成传感装置进行远程无线操作，有效实现了三维基质中细胞侵袭过程中高效稳定的细胞阻抗传感检测。

Description

基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法

技术领域

本公开涉及生物芯片传感检测技术领域，尤其涉及一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法。

背景技术

生物传感器是将生物反应转化为电信号的分析设备，通过产生与反应中分析物浓度成比例的信号来测量生物或化学反应。生物传感器的主要特点是稳定性好、测试成本低、灵敏度高和可重复性好。生物传感器具有高度的特异性，不受pH值和温度等物理参数的影响，并且可重复使用。这类传感器应用于疾病检测、药物发现、生态污染控制、致病微生物和体液中疾病指示标志物的检测。生物传感器还可以作为监测食品可追溯性、质量、安全和营养价值的平台。这些应用属于“单枪”分析工具的范畴，即在应用中需要具有成本效益和一次性传感平台。另一方面，像污染监测这样的应用需要生物传感器工作几个小时到几天。这种生物传感器可以被称为“长期监测”分析工具。无论是长期监测还是单次分析，生物传感器在资源有限的环境和复杂的医疗设备中都可以作为技术先进的设备使用。近年来生物技术和仪器的发展，包括纳米材料的荧光标记，提高了生物传感器的灵敏度极限。使用适配体或核苷酸、附加物、肽阵列和分子印迹聚合物为开发创新的生物传感器提供了工具。整合多方面的方法来设计具有多种用途潜力的生物传感器是非常重要的。总之，利用电化学、光学或生物电子原理，将生物传感、生物制造与合成生物学方法更好地结合起来，将是成功开发强大的现代生物传感器的关键。

电化学生物传感技术可以作为检测癌症蛋白生物标志物的临床工具。癌症的特点是细胞异质性，转移仍然是癌症发病率和死亡率的主要关键因素。转移过程即癌细胞从原发肿瘤部位逃逸(内渗)，侵入组织以及淋巴和血管系统进入体循环，最后定植远处部位(外渗)。化疗是化学药物治疗癌症的简称，是利用化学药物阻止癌细胞的增殖、侵袭、转移，直至最终杀灭癌细胞的一种治疗方式。它是一种全身性治疗手段，是目前治疗癌症最有效的手段之一，和手术、放疗一起并称癌症的三大治疗手段。大多数抗癌药物来自植物和细菌等自然来源，其他药物则来自合成或半合成过程。癌症几乎可以发生在身体的所有组织中，但发病频率取决于基因影响、饮食、生活方式和环境暴露。全世界最常见的癌症是肺癌、乳腺癌和前列腺癌，由于诊断和治疗方法的改进，这些癌症的生存率有所提高。

天然衍生药物一直是癌症治疗的支柱，发现可能具有强大抗癌特性的特有化合物的潜力推动了新型抗癌药物的研究。尽管所有临床批准的药物和药物组合都已在体外使用培养细胞、在体内使用动物模型和临床试验进行了测试，但并不保证任何情况下都能成功。

此外，由于对癌症病因、癌症类型和性质的多样性、复发和转移等方面的知识不足，癌症治疗往往无效或导致过度的副作用。标准治疗的法律规定、高昂的治疗费用等社会问题也是癌症患者的额外负担。

因此，人们呼吁以高可靠性、低成本和更少痛苦的方式检测抗肿瘤药物的敏感性。

发明内容

有鉴于此，本公开的主要目的在于提供了一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，以解决传统体外生物传感系统成本高、实验过程复杂，不能做到无人值守进而大大局限了抗肿瘤药物筛选效率和实时性等技术问题。

根据本公开的一个方面，提供了一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，该方法包括：制备高通量叉指电极阵列导电芯片；对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理；在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系；将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置；在三维细胞培养体系中加入趋化因子；采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息；根据细胞阻抗信息采用远程无线方式对化疗药物进行定量筛选。

根据本公开的实施例，所述制备高通量叉指电极阵列导电芯片的步骤，包括：在auto-CAD软件上绘制所设计的叉指电极阵列图案；采用高速激光刻蚀氧化铟锡导电玻璃制备叉指电极阵列；将具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃与无底细胞培养孔板、印刷电路板组装为高通量叉指电极阵列导电芯片。

根据本公开的实施例，所述叉指电极阵列图案中单个电极的长度和宽度分别为7mm和100μm，相邻电极之间的间隙为100μm；所述采用高速激光刻蚀氧化铟锡导电玻璃制备叉指电极阵列，包括：将auto-CAD所设计的叉指电极阵列图案直接导入到导电薄膜激光刻蚀机设备中，设置固体激光器的激光波长为1064nm，刻印速率为1000mm/s，激光频率为40kHz，对氧化铟锡导电玻璃进行干法激光蚀刻，得到具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃；所述将具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃与无底细胞培养孔板、印刷电路板组装为高通量叉指电极阵列导电芯片，包括：使用聚二甲基硅氧烷预聚物组分将无底细胞培养孔板粘在具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃上；将设计有电路的印刷电路板通过插针引脚连接到氧化铟锡导电玻璃的氧化铟锡电极上，组装获得高通量叉指电极阵列导电芯片。

根据本公开的实施例，所述对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理，包括：以甲醇清洗高通量叉指电极阵列导电芯片；以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为硅烷偶联剂对预清洗的高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰氨基；以聚(苯乙烯-co-马来酸酐)溶液对高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰酸酐基团。

根据本公开的实施例，所述在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系，包括：选取乳腺癌细胞作为肿瘤细胞；将乳腺癌细胞悬液接种到表面预处理后的高通量叉指电极阵列导电芯片上，以完全培养基培养；待细胞快要长满时，采用含0.5％胚牛血清的培养基饥饿处理乳腺癌细胞，用1×杜氏磷酸盐缓冲液清洗乳腺癌细胞；以不同浓度的紫杉醇溶液对饥饿处理后的乳腺癌细胞进行加药作用；依据预设配比，将I型胶原蛋白溶液、改良伊格尔培养基、10×磷酸盐缓冲盐溶液、氢氧化钠溶液进行混合，铺在乳腺癌细胞层的上方形成不同力学性能的聚合水凝胶；其中，所有试剂均在冰上保持并混合，以防止I型胶原蛋白单体自聚。

根据本公开的实施例，所述I型胶原蛋白溶液在稀释后的预设浓度为3～5.6mg/mL；依据预设配比混合后的溶液中I型胶原蛋白的终浓度为2.5～4mg/mL；依据预设配比混合后的溶液pH值中和至7.3～7.5。

根据本公开的实施例，所述将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置，包括：将粘有无底细胞培养孔板的氧化铟锡导电玻璃通过具有导电线路的印刷电路板多路电连接到接口转换装置上，接口转换装置两路电连接到电阻抗分析谱仪上，接口转换装置同时连接有4G信号发射接收模块，得到远程云诊断集成传感装置。

根据本公开的实施例，所述在三维细胞培养体系中加入趋化因子，包括：待I型胶原蛋白凝胶在37℃的细胞培养箱中成胶后，加入完全培养基诱导群体细胞在三维细胞培养体系中侵袭，其中所用趋化因子为完全培养基中的胚牛血清。

根据本公开的实施例，所述采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息，包括：远程操作端将测试指令无线发送到云端，4G模块接收到云端的测试指令后，电阻抗分析谱仪通过接口转化装置以输出频率为10kHz～100kHz、输出正弦电压为10mV～30mV逐一对多孔细胞培养腔中正在进行群体细胞侵袭的细胞阻抗传感芯片进行扫频测量；电阻抗分析谱仪将获得的细胞阻抗信息无线传输到云端，远程操控端从云端获取细胞阻抗信息；获取定量的细胞阻抗信息是以在水凝胶中加入趋化因子为零时刻，进行多时间点的阻抗扫频测量，以获得不同频率不同时间点的细胞阻抗幅值和相角。

根据本公开的实施例，所述根据细胞阻抗信息采用远程无线方式对化疗药物进行定量筛选，包括：根据获得的细胞阻抗信息，以相对阻抗值变化表征三维基质中群体细胞随时间的侵袭距离，进而得到细胞侵袭过程的信息，由此实现化疗药物的定量筛选。

本公开实施例提供的这种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，通过采用远程云诊断集成传感装置进行远程无线操作，将不同浓度梯度的紫杉醇作用于人乳腺癌细胞，诱导胶原蛋白I型凝胶中群体细胞侵袭，有效实现了三维基质中细胞侵袭过程中高效稳定的细胞阻抗传感检测，使得化疗药物定量筛选达到了实时、高效、无人值守、持续动态检测的技术效果。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法的流程图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的三维基质中趋化因子浓度梯度诱导群体细胞侵袭的示意图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的远程云诊断集成传感装置组装过程的流程示意图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的远程云诊断集成传感装置的实物图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的细胞在化疗药物作用后阻抗传感检测获得的相对阻抗值与侵袭距离的对应关系图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

癌症是导致人类死亡的主要原因之一，主要是由于肿瘤间细胞表型和力学性质的显著异质性，以及通过转移过程，细胞向远处器官扩散，已被确定为癌症预后不良和治疗反应不良的重要生物标志物。然而，肿瘤异质性的出现以及表型异质性对细胞行为和功能的影响尚不明确。肿瘤微环境中的生物物理和生化信号被认为在肿瘤异质性中起着重要作用。通过全身性化疗的方式，化学药物能够作用在肿瘤细胞生长增殖的不同环节上，阻止癌细胞的增殖、侵袭、转移，直至最终杀灭癌细胞。按照作用机制，化疗药物可以分为：直接破坏DNA结构或与DNA结合影响其功能、影响RNA转录、影响蛋白质合成、影响微管蛋白和拓扑异构酶抑制剂。目前，抗肿瘤药物主要有细胞凋亡诱导剂、肿瘤细胞毒剂、细胞衰老诱导剂、肿瘤耐药逆转剂、细胞分化诱导剂、肿瘤化学预防剂和肿瘤转移抑制剂。

化疗药物在杀伤癌细胞的同时，又杀伤正常组织的细胞，尤其是杀伤人体中生长发育旺盛的血液、淋巴组织细胞等，会对患者的身体产生巨大的损伤，产生一系列的毒副作用。化疗药物破坏了人体的免疫系统，癌症就可能迅速发展，造成严重的后果。即使现在靶向治疗和免疫治疗药物在一些癌症的治疗上大放异彩，化疗仍然是很多癌症患者药物治疗的基石，联合其他手段广泛应用于不同癌症类型不同期别患者的治疗中。化疗有几种方法可以提高药物活性并减少化疗的副作用，包括：新药、新药物组合和新的用药技术；让药物更有更针对性的靶向癌细胞的新方法；研发减少副作用的药物；克服多药耐药性的药物。抗癌药物的主要来源是：天然产物中的有效物质、新化学物质的合成、生物治疗药物的出现和旧药物的新用途。对于新型化疗药物的研发和筛选，未来仍旧是癌症治疗领域一个重要的研究方向。

药物筛选是发现新药的一种手段。确定筛选目标后，选择筛选系统至关重要。目前，具有抗肿瘤活性的物质通常在体外和体内进行筛选，然后再筛选动物模型。体外筛选又分为肿瘤细胞系分析法和分子靶点分析法。体内筛查包括自发性肿瘤、诱导性肿瘤和移植性肿瘤。使用已建立的代表性肿瘤细胞系，通过体外作用分析抗肿瘤作用。大样本药物的快速筛选特别适合于筛选可穿透细胞膜的细胞毒性抗肿瘤活性物质。基于细胞的生物传感器，通常被称为“细胞传感器”，是一种新的混合系统，利用活的生物细胞作为传感元件，监测由内部或外部刺激引起的生理变化，可以用于非侵入性和即时检测和分析细胞对化学和生物制剂的反应。细胞多样化的识别活动使这一新兴技术成为检测化学和生物毒素或突变源以及筛选药理活性化合物的理想工具，为药物评价、生物威胁检测和环境污染物识别等生物医学应用提供了新的机会。

本公开的实施例提供一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，如图1所述，包括如下步骤：

步骤S1：制备高通量叉指电极阵列导电芯片；

步骤S2：对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理；

步骤S3：在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系；

步骤S4：将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置；

步骤S5：在三维细胞培养体系中加入趋化因子；

步骤S6：采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息；

步骤S7：根据细胞阻抗信息采用远程无线方式进行化疗药物定量筛选。

在本公开实施例中，是将制备的具有可三维培养细胞的I型胶原蛋白凝胶的高通量叉指电极阵列导电芯片作为检测电极，该检测电极与接口转换装置、4G模块以及阻抗谱仪进行电连接，构建一远程云诊断集成传感装置，采用该远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息。具体地，在高通量叉指电极阵列导电芯片的叉指电极阵列上接种肿瘤细胞，待细胞长满加不同浓度化疗药物作用后，在细胞层上经自组装纤维化过程制备了适于肿瘤细胞三维侵袭模型的I型胶原蛋白凝胶；然后将待检测细胞所在的检测电极(即高通量叉指电极阵列导电芯片)通过多路导线经金属夹片与接口转换装置相连接，接口转换装置再分别通过两路导线与4G模块、电阻抗分析仪相连，经自动接口转换以高通量的方式连续测量多组待检测细胞的阻抗值。

图2示意性示出了根据本公开实施例的三维基质中趋化因子浓度梯度诱导群体细胞侵袭的示意图。图3示意性示出了根据本公开实施例的远程云诊断集成传感装置组装过程的流程示意图，具体包括：将粘有无底细胞培养孔板的氧化铟锡导电玻璃通过具有导电线路的印刷电路板多路电连接到接口转换装置上，接口转换装置两路电连接到电阻抗分析谱仪上，接口转换装置同时连接有4G信号发射接收模块，得到远程云诊断集成传感装置。图4示意性示出了根据本公开实施例的远程云诊断集成传感装置的实物图。

在本公开实施例中，步骤S1中所述制备高通量叉指电极阵列导电芯片，包括：在auto-CAD软件上绘制所设计的叉指电极阵列图案；采用高速激光刻蚀氧化铟锡导电玻璃制备叉指电极阵列；将具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃与无底细胞培养孔板、印刷电路板组装为高通量叉指电极阵列导电芯片。

其中，叉指电极阵列包含了48对叉指电极，单个电极的长度和宽度分别为7mm和100μm，相邻单电极之间的间隙为100μm；将auto-CAD所设计的叉指电极阵列图案直接导入到太阳能钙钛矿电池激光刻蚀机中，设置固体激光器的激光波长为1064nm，刻印速率为1000mm/s，激光频率为40kHz，聚焦光斑小于10μm，CCD自动定位精度为2μm，进行飞秒激光刻蚀。

关于上述具有叉指电极阵列图案的导电芯片可以采用氧化铟锡导电玻璃作为该导电芯片的衬底进行制备，该导电芯片还选择其他具有导电薄膜结构的衬底。具体地，导电玻璃的尺寸为250×100×0.4mm，方阻小于6Ω，膜层厚度为185nm，透光率大于85％，膜层颜色为淡蓝色。

为更好的在具有叉指电极阵列的导电芯片表面制备适于肿瘤侵袭模型的I型胶原蛋白凝胶，同时为形成细胞阻抗传感检测过程中细胞的接种和培养条件，需要在导电芯片的导电面上围绕叉指电极形成细胞培养腔阵列。具体地，在制得叉指电极阵列氧化铟锡导电玻璃芯片之后，通过微精密激光打孔去掉48孔细胞培养板的底，选择无底孔板作为本公开的环形结构，围设导电芯片上的叉指电极阵列粘结在导电芯片上，形成初步的多孔细胞培养腔。其中，粘结剂选择主剂∶固化剂＝20∶1的聚二甲基硅氧烷粘接剂，48孔细胞培养板的孔直径为10.2mm，生长面积为0.8m²。将粘结完毕的细胞培养腔结构放入70℃烘箱烘干2小时，形成最终的多孔细胞培养腔。

在本公开实施例中，步骤S2中所述对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理，具体包括：以甲醇清洗高通量叉指电极阵列导电芯片；以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为硅烷偶联剂对预清洗的高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰氨基；以聚(苯乙烯-co-马来酸酐)溶液对高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰酸酐基团。

在本公开实施例中，需要对光刻有叉指电极阵列的导电芯片进行表面处理，以用于后续在细胞培养腔中形成聚合水凝胶，在I型胶原蛋白凝胶纤维化过程中酸酐基团的存在使得赖氨酸侧链能够共价键合凝胶表面，从而将适于肿瘤侵袭模型的I型胶原蛋白凝胶固定在具有反应性共聚物涂层的导电芯片皿表面。

在本公开实施例中，甲醇为无水甲醇，清洗次数至少为2次；3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液的配比为3-氨基丙基三乙氧基硅烷：丙酮＝3∶25～4∶25；聚(苯乙烯-co-马来酸酐)为重均分子量2000～3000，质量百分比0.14～0.15％的酸酐共聚物，其酸酐溶液配比为聚(苯乙烯-co-马来酸酐)∶丙酮＝0.9∶2～1.1∶2。

采用无水甲醇清洗细胞培养腔2次，每次以摇床100rpm转速清洗3min，氮气吹干。以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为硅烷偶联剂，加入丙酮配制3-氨基丙基三乙氧基硅烷∶丙酮＝3∶25溶液对预清洗的细胞培养腔表面修饰氨基。具体地，可以在10.2mm内径的细胞培养腔中加入200μL上述溶液，不加盖置于通风橱中等待1h彻底自然晾干，此时，细胞培养腔底部呈现白色。然后，用去离子水清洗培养腔2次，每次3min，氮气吹干。再将聚(苯乙烯-co-马来酸酐)溶液以低速300rpm 20s旋涂在修饰了氨基的细胞培养腔表面以进一步修饰酸酐基团，配比为聚(苯乙烯-co-马来酸酐)∶丙酮＝1∶2，其中，聚(苯乙烯-co-马来酸酐)为质量百分比0.14％，重均分子量2000～3000的酸酐共聚物。不加盖置于通风橱中等待30min彻底自然晾干，最后用去离子水清洗培养腔2次，每次3min，氮气吹干。

在本公开实施例中，步骤S3中所述在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系，包括：选取乳腺癌细胞作为肿瘤细胞；将乳腺癌细胞悬液接种到表面预处理后的高通量叉指电极阵列导电芯片上，以完全培养基培养；待细胞快要长满时，采用含0.5％胚牛血清的培养基饥饿处理乳腺癌细胞，用1×杜氏磷酸盐缓冲液清洗乳腺癌细胞；以不同浓度的紫杉醇溶液对饥饿处理后的乳腺癌细胞进行加药作用；依据预设配比，将I型胶原蛋白溶液、改良伊格尔培养基、10×磷酸盐缓冲盐溶液、氢氧化钠溶液进行混合，铺在乳腺癌细胞层的上方形成不同力学性能的聚合水凝胶；其中，所有试剂均在冰上保持并混合，以防止I型胶原蛋白单体自聚。

在本公开实施例中，在预处理的导电芯片表面铺满所选肿瘤细胞系细胞，所选的肿瘤细胞系可以为三阴性人乳腺癌细胞MDA-MB-231和MDA-MB-436；用1×磷酸盐缓冲盐溶液清洗细胞2次后，以0.25％的Trypsin-EDTA溶液消化MDA-MB-231和MDA-MB-436细胞1min，用血球计数板计数后，将40×10⁴数目的MDA-MB-231和MDA-MB-436细胞的细胞悬液接种到表面预处理并经紫外灭菌30min以上的细胞培养腔中，置于37℃5％CO₂细胞培养箱中以改良伊格尔高糖完全培养基培养24h；待细胞快要长满时，用含0.5％胚牛血清的培养基饥饿处理细胞，用1×杜氏磷酸盐缓冲液清洗细胞。

在本公开实施例中，含胚牛血清的培养基为添加了青霉素链霉素混合双抗的改良伊格尔高糖培养基；不同浓度的紫杉醇溶液的浓度范围为10nmol/L～30nmol/L。

上述含0.5％胚牛血清的培养基为添加了1％双抗(青霉素链霉素混合双抗)的改良伊格尔高糖培养基，不同浓度的紫杉醇溶液为浓度梯度10nmol/L、20nmol/L、30nmol/L的紫杉醇溶液。在紫杉醇溶液的配制过程中，先用1.17mL的DMSO溶解恢复至室温的10mg紫杉醇粉末涡旋振荡得到10mmol/L的储存液，再以含0.5％胚牛血清的培养基稀释储存液至工作浓度，以用于乳腺癌细胞的加药作用。随着紫杉醇浓度的升高，细胞骨架的铺展面积逐渐减小，细胞的侵袭性和活性也会相应地降低。

在本公开实施例中，以不同浓度的紫杉醇溶液对饥饿处理后的乳腺癌细胞加药作用。紫杉醇可使微管蛋白和组成微管的微管蛋白二聚体失去动态平衡，诱导与促进微管蛋白聚合、微管装配、防止解聚，从而使微管稳定并抑制癌细胞的有丝分裂和触发细胞凋亡，进而有效阻止癌细胞的增殖，起到抗癌作用。纺锤体微管短暂的瓦解能优先杀灭异常分裂的细胞，一些重要的抗癌药物如秋水仙碱、长春碱、长春新碱等就是通过阻止微管蛋白重聚合而起到抗肿瘤作用的。与抗有丝分裂的抗肿瘤药物相反，紫杉醇是通过稳定微管蛋白而起作用，同时发现紫杉醇对多种实体瘤显示出良好的作用。因而，可以通过紫杉醇探索细胞活性的未知领域和发现新的抗癌药物的新方法。

在本公开实施例中，肿瘤细胞经抗肿瘤药物处理后，在铺满细胞层的叉指电极阵列上构建三维细胞培养体系，包括：以乙酸溶液稀释高浓度的I型胶原蛋白溶液到预设浓度；依据预设配比，将稀释后的I型胶原蛋白溶液、改良伊格尔培养基、10×磷酸盐缓冲盐溶液、氢氧化钠溶液进行混合形成聚合水凝胶，其中，所有试剂均在冰上(4℃)保持并混合，以防止I型胶原蛋白单体自聚。

在本公开实施例中，所谓三维细胞培养体系可以是经自组装纤维化过程形成的具有体内细胞外基质的许多纳米和微观结构特征的I型胶原蛋白凝胶，具体可以通过原位自组装纤维化过程形成。以不同配比称取浓度为8.9～10.9mg/mL的I型胶原蛋白原液、摩尔浓度为0.02mol/L的乙酸溶液、浓度为1×的改良伊格尔培养基、浓度为10×的磷酸盐缓冲盐溶液、摩尔浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液，将其涡旋均匀混合，即可得到混合水凝胶。

在本公开实施例中，在上述原位自组装纤维化过程前，称取或配制的乙酸的溶液的摩尔浓度可以为0.02mol/L；高浓度的I型胶原蛋白原液的浓度可以为8.9～10.9mg/mL；改良伊格尔培养基的浓度可以为1×；磷酸盐缓冲盐溶液的浓度可以为10×；以及氢氧化钠的溶液的摩尔浓度可以为0.5mol/L。

在本公开实施例中，所述I型胶原蛋白溶液在稀释后的预设浓度为3～5.6mg/mL；依据预设配比混合后的溶液中I型胶原蛋白的终浓度为2.5～4mg/mL；依据预设配比混合后的溶液pH值中和至7.3～7.5。

其中，乙酸溶液可以稀释高浓度的I型胶原蛋白原液到预设浓度；氢氧化钠溶液可以中和依据预设配比混合后的溶液pH值至7.3～7.5。

在本公开实施例中，关于经原位自组装纤维化过程形成I型胶原蛋白凝胶，具体地，可以依据如下制备过程形成，包括：将上述称取的各组成材料或溶液进行混合之后，快速超声振荡30s，用移液枪吸取200μL溶液快速滴于细胞培养腔中，以替换含0.5％胚牛血清的培养基，同时覆盖附着在微电极阵列上的MDA-MB-231或MDA-MB-436细胞，注意避免在溶液中引入气泡，所有试剂均在冰上(4℃)保持并混合以防止I型胶原蛋白单体自聚；以及迅速将导电芯片皿转移至37℃5％CO₂95％湿度的细胞培养箱中成胶3h，经自组装纤维化过程制备适于群体细胞侵袭的三维细胞培养体系。

在本公开实施例中，步骤S4中所述将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置，包括：将粘有无底细胞培养孔板的氧化铟锡导电玻璃通过具有导电线路的印刷电路板多路电连接到接口转换装置上，接口转换装置两路电连接到电阻抗分析谱仪上，接口转换装置同时连接有4G信号发射接收模块，得到远程云诊断集成传感装置。

在本公开实施例中，在高通量导电芯片叉指电极上制备适于群体细胞侵袭的三维细胞培养体系后，用上下两层具有导电线路的印刷电路板作为夹具以固定粘有细胞培养孔板的氧化铟锡导电玻璃芯片，并通过插针引脚的方式将氧化铟锡导电玻璃的导电面与印刷电路板的导电线路电连接。以及，通过锡焊的方式以多路电线将印有导电线路的印刷电路板与外部的接口转换装置电连接。接口转换装置通过两路电线与电阻抗分析谱仪电连接，接口转换装置同时电连接4G信号模块，结果如图4所示。其中，4G信号模块能够接受来自云端的动作指令，并将电阻抗分析谱仪测得的细胞阻抗信息无线传输到云端。远程操作端通过云端发射动作指令，也通过云端获得实时细胞阻抗信息。

远程实时控制可以看成是远程控制技术的延伸，远程控制技术需要在控制者与受控者之间建立信息的闭环。为了达到远程控制的效果，受控者需要在远程感知的基础之上，通过通信网络向受控者发送状态信息。控制者根据收到的状态信息进行分析判断，并作出决策，通过通信网络向受控者发送相应的动作指令。受控者根据收到的动作指令执行相应的动作，完成远程的处理流程。远程控制处理流程会持续进行，不断循环，直到达到目标。而通信网络的主要工作是传送状态信息及动作指令，通讯网络必须保证传输信息和指令的准确性和可靠性。在远程控制的基础上，为实现实时控制，需要严格远程控制处理流程各个环节的时延。远程医疗包括远程诊断以及远程手术等，特别是在进行远程手术时，为了保证患者的生命安全，对实时性要求会很高。远程无线控制系统的优点包括：部署灵活、建设低廉；操作方便、组网灵活、可扩展性好，即插即用；维护费用低；可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，并且自动形成数据库便于日后的检索，该信息是连续、清晰的，从而提供高效优质服务。

在本公开实施例中，步骤S5中所述在三维细胞培养体系中加入趋化因子，包括：待I型胶原蛋白凝胶在37℃的细胞培养箱中成胶后，加入完全培养基诱导群体细胞在三维细胞培养体系中侵袭，其中所用趋化因子为完全培养基中的胚牛血清。

在本公开实施例中，经自组装纤维化过程制备适于群体细胞侵袭的三维I型胶原蛋白凝胶后，用完全培养基浸没I型胶原蛋白凝胶的顶部，以防止凝胶脱水，并以完全培养基中的10％胚牛血清作为趋化因子，当胚牛血清扩散后沿凝胶薄层产生趋化因子梯度，从而诱导三维基质中群体细胞侵袭。通过三维细胞外基质进行细胞迁移是胚胎发生、免疫监测和伤口愈合等生理和病理过程的基本特征。有效的运动性取决于细胞突起，粘附和收缩机制的精确协调。但是，三维迁移对局部细胞外信号也很敏感，这些信号可以与已建立的细胞内信号整合，从而影响迁移模式和效率，并通过诱导细胞极性来赋予迁移方向性。定向细胞迁移主要是由于细胞胞外线索的不对称性引起的，其中包括可溶性因子(趋化性)、流体流动(趋流性)、电场(趋电性)、刚度(趋硬性)和粘附配体(趋触性)。值得注意的是，肿瘤的进展与细胞外基质的生化、机械和结构变化有关，推测这些变化会影响侵袭性癌细胞的迁移，因此了解这些变化影响肿瘤细胞行为的机制至关重要。

在本公开实施例中，步骤S6中所述采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息，包括：远程操作端将测试指令无线发送到云端，4G模块接收到云端的测试指令后，电阻抗分析谱仪通过接口转化装置以输出频率为10kHz～100kHz、输出正弦电压为10mV～30mV逐一对多孔细胞培养腔中正在进行群体细胞侵袭的细胞阻抗传感芯片进行扫频测量；电阻抗分析谱仪将获得的细胞阻抗信息无线传输到云端，远程操控端从云端获取细胞阻抗信息，建立信息的闭环；获取定量的细胞阻抗信息是以在水凝胶中加入趋化因子为零时刻，进行多时间点的阻抗扫频测量，以获得不同频率不同时间点的细胞阻抗幅值和相角。

在本公开实施例中，远程操作端将动作指令无线发送到云端，4G模块接收到云端的测试指令后，电阻抗分析谱仪通过接口转化装置以输出频率为10kHz～100kHz、输出正弦电压为10mV～30mV逐一对多孔细胞培养腔中正在进行群体细胞侵袭的细胞阻抗传感芯片进行扫频测量；电阻抗分析谱仪将获得的细胞阻抗信息无线传输到云端，远程操控端从云端获取阻抗信息，建立信息的闭环。

逐孔进行细胞阻抗扫频检测，包括：以输出正弦电压为10mV～30mV、输出频率为10kHz～100kHz的两端法阻抗测量模式(2-Terminal Impedance Measurement，简称2-TermZ)经自动接口转换逐一对多孔三维基质中不同浓度紫杉醇作用的群体细胞侵袭过程进行高通量连续扫频测量，以获得多组不同频率下细胞阻抗值；获取细胞阻抗信息是以在I型胶原蛋白凝胶中加入完全培养基为零时刻，进行多时间段的阻抗扫频测量，其中，阻抗扫频测量的时间间隔分别为10min、20min、30min、60min、90min、120min、150min、180min，并将采集到的细胞阻抗信息实时无线发送到云端。对相应时间点和检测频率值采集到的阻抗信息进一步用实验室自定义编写的MATLAB脚本分析处理，以相对阻抗值变化即细胞指数(Cellindex，简称CI)表征三维基质中群体细胞随时间的侵袭距离，细胞指数越大表示细胞在三维基质中的侵袭距离越大。细胞指数(CI)根据如下公式计算：

其中，N是阻抗测量所设频率点的数目，R_t(f_i)和R₀(f_i)是t时刻和零时刻导电芯片取决于频率的阻抗值。对接种了40×10⁴MDA-MB-231细胞用不同浓度紫杉醇处理后诱导群体细胞侵袭的导电芯片进行阻抗扫频测量，使用10kHz～100kHz频率范围进行扫频，步长为1kHz，施加的正弦电压为30mV。其中，远程操作端从云端获取的细胞阻抗结果如图5所示，在相同的时间点，随着紫杉醇浓度的增加，细胞指数(CI)逐渐降低；当紫杉醇浓度相同时，随着侵袭时间的增加，CI趋于平台稳定期。

在本公开实施例中，步骤S7中所述根据细胞阻抗信息采用远程无线方式进行化疗药物定量筛选，包括：根据获得的细胞阻抗信息，以相对阻抗值变化表征三维基质中群体细胞随时间的侵袭距离，进而得到细胞侵袭过程的信息，由此实现化疗药物的定量筛选。

在本公开实施例中，通过与阻抗谱仪电连接进行细胞阻抗检测，获取定量的细胞阻抗信息。应用电子细胞基质阻抗传感技术检测不同的细胞系会得到不同的细胞增殖图谱，可基于细胞粘附、形态及生长等表型特点进行高通量的药物筛选。应用电子细胞基质阻抗传感技术检测不同作用机制的细胞生长抑制剂可获得特征性细胞效应图谱，从而可在大规模筛选中预测药物的作用机制。电子细胞基质阻抗传感技术检测的化合物药效特征与传统终点法具有良好的相关性。将某一化合物的细胞效应图谱与诱导凋亡的动力学特点相比，两种分析方法的结果具有良好的一致性，即电子细胞基质阻抗传感技术可为终点法检测提示最优检测时间。电子细胞基质阻抗传感技术为化合物筛选提供高通量、长时效的方法，并为不同生物学功能的化合物进行基于作用机制的聚类分析。

下面以一活细胞示踪探针荧光标记后进一步通过显微镜表征细胞在三维凝胶基质中侵袭距离的实施例以验证本公开方法的有效性。

根据本公开的实施例，对加药作用后的肿瘤细胞用活细胞示踪探针荧光标记，包括：吸除含不同浓度紫杉醇的培养基；用磷酸盐缓冲盐溶液清洗细胞2次；轻轻加入37℃预热的探针工作液；于37℃5％CO₂孵箱条件下孵育45min；换用新鲜含0.5％胚牛血清的培养基继续培养30min，用于后续细胞层上形成适于肿瘤侵袭模型的I型胶原蛋白凝胶。

在本公开的实施例中，探针工作液为浓度5-25μmol/L的绿色活细胞示踪探针(Cell-Tracker Green，简称CMFDA)溶液。将绿色活细胞示踪探针粉末取出回温至室温，短暂离心以保证粉末落入管底，用10.8μL DMSO溶解50μg绿色活细胞示踪探针，充分混匀即得到10mmol/L的储存液。使用前用无血清培养基稀释上述储存液至工作液浓度(5～25μmol/L)，并将探针工作液于37℃预热。绿色活细胞示踪探针试剂是可透过活细胞膜自由扩散的荧光氯甲基衍生物。进入细胞后，这些温和的硫醇反应性探针就会与细胞内组分反应，形成可在上样后存活至少24h的荧光细胞，以用于后续三维基质中群体细胞侵袭的追踪。

通过激光共聚焦显微镜定量表征细胞在三维凝胶基质中侵袭距离和速度。利用成像软件进行多点层扫模式的延时共聚焦成像和三维重建，所测细胞在三维凝胶基质中的侵袭距离为Z方向上侵袭距离。I型胶原蛋白凝胶成胶3h后加入完全培养基以浸没凝胶，并立即转移至激光共聚焦显微镜的载物台温控装置中，设置成像软件的多点层扫模式。将微电极阵列的导电芯片表面设为0μm处，每次选取4个不同的(x，y)位点，扫描方向设为向上，以10μm的Z间隔捕获图片，扫描间距总长为300μm，其中，激光共聚焦显微镜采用10×物镜，488通路进行多点层扫；以及以此时刻为零时刻，设置延时共聚焦成像的时间间隔为30min，时间总长为3h，共计7个时间点，至少进行3个独立的样本实验。其中，载物台温控装置为MDA-MB-231或MDA-MB-436细胞的培养提供温度为37℃，CO₂浓度为5％的环境控制。

在本公开的实施例中，上述经多点层扫模式的延时共聚焦成像获得的二维的图片栈，可通过实验室自定义编写的MATLAB脚本定量计算细胞层所在Z方向上的侵袭距离和速率，包括：使用MATLAB脚本计算图片栈中每一张图片的灰度值，通过插值法进行曲线拟合从而获得不同Z轴位置对应灰度值曲线，灰度峰值所在位置即为当前细胞层在三维I型胶原蛋白凝胶中Z方向上侵袭距离；通过将细胞层的侵袭距离除以其对应的时间，即获得细胞层在该时间段内的平均侵袭速率。结果如图5所示，图5-a为不同浓度紫杉醇加药作用的MDA-MB-231细胞在不同时间所采集的二维图片栈Z方向上归一化灰度值，图5-b为不同浓度紫杉醇加药作用的MDA-MB-231细胞在不同时间段内所对应的Z方向上的侵袭距离，其中，I型胶原蛋白凝胶所采用的单体浓度为2.5mg/mL。在图5-b中，在相同的时间点，随着所施加紫杉醇浓度的增加，细胞在Z方向上的侵袭距离递减，也即细胞的侵袭性逐渐降低。

细胞指数的检测结果与图5b表征细胞层的侵袭距离结果相吻合。如图5c所示，基于阻抗的动态检测细胞指数(CI)与活细胞示踪探针荧光标记测得的侵袭距离之间具有良好的指数函数关系。因此，本公开的基于细胞阻抗测量的远程云诊断集成传感装置能完成群体细胞在三维细胞培养基质中迁移和侵袭中的监测应用，从而用于化疗药物的定量筛选。

本公开提供了一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法。具体而言，本公开以不同浓度紫杉醇作用于肿瘤细胞，制备了适于肿瘤侵袭模型的I型胶原蛋白凝胶，进一步加入趋化因子以诱导群体细胞在三维基质中的侵袭，将具有上述I型胶原蛋白凝胶的高通量导电芯片多路电连接到接口转换装置上，接口转换装置两路电连接到电阻抗分析谱仪上，接口转换装置同时连有4G信号发射接受模块，集成获得远程云诊断集成传感装置。通过构建远程在线分析系统，实现了三维基质中化疗药物作用的群体细胞侵袭过程中细胞阻抗信息的实时、无标记、远程无线监测，从而获得了化疗药物的定量筛选新方法。与使用荧光、放射性同位素、发光或光吸收的经典终点检测方法不同，本公开所使用的无标记检测无需使用标记分子即可直接测量细胞功能，其优点包括简单的均相测定形式，无创测量，对正常细胞功能的干扰较小，动力学测定以及缩短测定开发时间。与有线生物传感器相比，本公开所使用的无线4G云服务部署灵活、操作方便、组网灵活、可扩展性好，可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，能够做到无人值守并且自动形成数据库便于日后的检索，该生物信息是实时、连续、清晰的。开发了更有信息性的加药作用后肿瘤细胞侵袭的三维体外分析方法，使药物筛选具有定量性和无标记，这可能推动目前细胞水平药物筛选方法的发展。本公开所公开的远程云诊断集成传感装置的制备方法及其化疗药物定量筛选方法，不仅对于生物传感器制备和细胞水平药物筛选具有重要的意义，而且拥有重要的商业推广价值，有望在生物传感器研发、新药筛选、药物安全性评价等方面发挥特点作用，产生良好的社会和经济价值。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，该方法包括：

制备高通量叉指电极阵列导电芯片；

对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理；

在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系；

将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置；

在三维细胞培养体系中加入趋化因子；

采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息；以及

根据细胞阻抗信息采用远程无线方式对化疗药物进行定量筛选。

2.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述制备高通量叉指电极阵列导电芯片的步骤，包括：

在auto-CAD软件上绘制所设计的叉指电极阵列图案；

采用高速激光刻蚀氧化铟锡导电玻璃制备叉指电极阵列；以及

将具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃与无底细胞培养孔板、印刷电路板组装为高通量叉指电极阵列导电芯片。

3.根据权利要求2所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，

所述叉指电极阵列图案中单个电极的长度和宽度分别为7mm和100μm，相邻电极之间的间隙为100μm；

所述采用高速激光刻蚀氧化铟锡导电玻璃制备叉指电极阵列，包括：将auto-CAD所设计的叉指电极阵列图案直接导入到导电薄膜激光刻蚀机设备中，设置固体激光器的激光波长为1064nm，刻印速率为1000mm/s，激光频率为40kHz，对氧化铟锡导电玻璃进行干法激光蚀刻，得到具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃；

所述将具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃与无底细胞培养孔板、印刷电路板组装为高通量叉指电极阵列导电芯片，包括：使用聚二甲基硅氧烷预聚物组分将无底细胞培养孔板粘在具有叉指电极阵列的氧化铟锡导电玻璃上；将设计有电路的印刷电路板通过插针引脚连接到氧化铟锡导电玻璃的氧化铟锡电极上，组装获得高通量叉指电极阵列导电芯片。

4.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述对高通量叉指电极阵列导电芯片进行表面处理，包括：

以甲醇清洗高通量叉指电极阵列导电芯片；

以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为硅烷偶联剂对预清洗的高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰氨基；以及

以聚(苯乙烯-co-马来酸酐)溶液对高通量叉指电极阵列导电芯片的表面修饰酸酐基团。

5.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述在高通量叉指电极阵列导电芯片表面对肿瘤细胞化疗药物进行处理并构建三维细胞培养体系，包括：

选取乳腺癌细胞作为肿瘤细胞；

将乳腺癌细胞悬液接种到表面预处理后的高通量叉指电极阵列导电芯片上，以完全培养基培养；

待细胞快要长满时，采用含0.5％胚牛血清的培养基饥饿处理乳腺癌细胞，用1×杜氏磷酸盐缓冲液清洗乳腺癌细胞；

以不同浓度的紫杉醇溶液对饥饿处理后的乳腺癌细胞进行加药作用；

依据预设配比，将I型胶原蛋白溶液、改良伊格尔培养基、10×磷酸盐缓冲盐溶液、氢氧化钠溶液进行混合，铺在乳腺癌细胞层的上方形成不同力学性能的聚合水凝胶；

其中，所有试剂均在冰上保持并混合，以防止I型胶原蛋白单体自聚。

6.根据权利要求5所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，

所述I型胶原蛋白溶液在稀释后的预设浓度为3～5.6mg/mL；

依据预设配比混合后的溶液中I型胶原蛋白的终浓度为2.5～4mg/mL；

依据预设配比混合后的溶液pH值中和至7.3～7.5。

7.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述将高通量叉指电极阵列导电芯片、接口转换装置、4G模块和电阻抗分析谱仪进行电连接，构建远程云诊断集成传感装置，包括：

将粘有无底细胞培养孔板的氧化铟锡导电玻璃通过具有导电线路的印刷电路板多路电连接到接口转换装置上，接口转换装置两路电连接到电阻抗分析谱仪上，接口转换装置同时连接有4G信号发射接收模块，得到远程云诊断集成传感装置。

8.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述在三维细胞培养体系中加入趋化因子，包括：

待I型胶原蛋白凝胶在37℃的细胞培养箱中成胶后，加入完全培养基诱导群体细胞在三维细胞培养体系中侵袭，其中所用趋化因子为完全培养基中的胚牛血清。

9.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述采用远程云诊断集成传感装置对不同浓度抗肿瘤药物作用的群体细胞侵袭进行实时定量的细胞阻抗检测，获取细胞阻抗信息，包括：

远程操作端将测试指令无线发送到云端，4G模块接收到云端的测试指令后，电阻抗分析谱仪通过接口转化装置以输出频率为10kHz～100kHz、输出正弦电压为10mV～30mV逐一对多孔细胞培养腔中正在进行群体细胞侵袭的细胞阻抗传感芯片进行扫频测量；

电阻抗分析谱仪将获得的细胞阻抗信息无线传输到云端，远程操控端从云端获取细胞阻抗信息；

获取定量的细胞阻抗信息是以在水凝胶中加入趋化因子为零时刻，进行多时间点的阻抗扫频测量，以获得不同频率不同时间点的细胞阻抗幅值和相角。

10.根据权利要求1所述的基于远程云诊断集成传感装置的化疗药物定量筛选方法，其特征在于，所述根据细胞阻抗信息采用远程无线方式对化疗药物进行定量筛选，包括：

根据获得的细胞阻抗信息，以相对阻抗值变化表征三维基质中群体细胞随时间的侵袭距离，进而得到细胞侵袭过程的信息，由此实现化疗药物的定量筛选。

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