成大醫院臨床醫學研究中心電子報         

 第七期 2023.09.

研究服務公告

高解像度動物超音波

      本實驗室主要為提供大小鼠的心臟超音波影像擷取及功能數據分析服務。本實驗室配備有兩台不同廠牌及機型之超音波: 一台是S-sharp 高頻高解像度小動物心臟超音波；另一台為GE Vivid pro 7動物用超音波，低頻穿透度高，可用於較大的動物。超音波具有及時偵測、無放射源、不具侵入性和長時間觀測等特性，其應用層面很廣，包含可用於拍攝一般臟器；或用以檢測皮下或原位腫瘤，對腫瘤進行長時間觀測；亦可用於胚胎發育、先天性疾病及轉殖基因動物等的觀測研究。於心血管應用方面，可檢測心臟構造、收縮舒張功能等，並測量 Ejection fraction、cardiac output、E/A ratio等數值，且可匯出成excel，供使用者後續分析探討；且超音波可長時間觀測不同階段心臟結構及功能，提供心臟不同病程的研究，因此可用來探討心臟相關疾病、其他疾病對心臟的影響、檢測藥物對心臟是否有副作用等心血管領域與相關應用的精確研究分析。本實驗室提供之動物超音波由技術員上機代檢，更多詳細資訊請參考臨醫中心核心實驗室網頁 (臨醫中心→核心實驗室→光學影像核心實驗室→高解像度動物超音波)。

主題介紹

    海馬生物能量測定儀，其為全球唯一可評估活體樣本整體能量代謝的平台，為研究粒線體與能量代謝的利器，臨醫中心已於112年3月中旬購入新型海馬生物能量測定儀(XFe24)，目前新舊機同步開放使用，歡迎大家至中心免疫及細胞學核心實驗室預約使用。技術員: 楊高奇  醫事檢驗師 (分機4204)。

    下一期電子報主題為多功能細胞分析儀Luminex 200 (多功能螢光生物分子多重分析系統)，可以同時於單一樣本中偵測百種不同的生物分子目標，以流式分析技術進行快速的定量或定性分析，敬請期待。

海馬生物能量儀介紹

尚博生物科技 專案經理 周家豪

美國 Agilent Technologies 所生產的XFe analyzer為全球唯一可評估活體樣本整體能量代謝的平台；生物能量的概念就是ATP，所以此平台同時偵測唯二會產生ATP的系統：粒線體及糖解作用。加上可同時偵測多個樣本(96-well, 24-well or 6-well)，還有可設定時間與順序的自動注藥系統等功能，讓能量代謝在這幾年變成火紅的熱門研究主題！

細胞要活著才有能量，因此進行偵測時細胞必須要活著且狀況良好，因此螢光標定或是溶解細胞偵測內含物等方式都不適用，也因此傳統並無一個有效率偵測能量代謝的工具。XFe analyzer的獨家專利偵測方式採用全新的概念，藉由偵測細胞周圍微環境的變化來評估能量代謝；由於粒線體氧化磷酸化反應會消耗氧氣，糖解作用會產生乳酸排出細胞外解離出氫離子，因此同時偵測細胞周圍環境的氧氣消耗率以及產酸率就可達到不接觸不傷害樣本而可偵測整體能量代謝的目標。

核心的關鍵技術就是Agilent Technologies所生產的螢光微孔盤，每個Well的探針都有兩種螢光材料可分別與O₂或H⁺做可逆式的結合，當以相對應的光源去激發時會因與O₂ 或H⁺結合的多寡而有不同強度的放射光回饋到儀器的偵測器；當螢光探針下降到底部時就可製造固定空間大小的微環境，加速細胞的耗氧與產酸效率，此時儀器就會連續偵測螢光訊號的變化來推算耗氧率與產酸率，並經由軟體運算轉換為大家所熟知的OCR (Oxygen Consumption Rate)與ECAR (Extra-Cellular Acidification Rate)。

基於以上的基礎，XFe analyzer可以穩定並再現多樣本的實驗結果；由於能量代謝系統平時並不會以極限狀況運作，因此若希望將樣本間的差異放大，Agilent Technologies有建議的實驗設計提供給研究人員用以評估粒線體或糖解作用的極限運作能力。

XF Cell Mito Stress Test

    起始先偵測基礎的耗氧狀況，先加入ATP synthase inhibitor抑制粒線體產生ATP，被抑制的耗氧量就表示有多少氧氣參與合成ATP，接著加入FCCP，此藥物為uncoupler在適當的濃度可不破壞電子傳遞鏈而讓粒線體以極限狀況空轉，用以評估粒線體的最大耗氧能力，最後加入電子傳遞鏈的抑制劑Complex I inhibitor Rotenone & complex III inhibitor Antimycin A，將粒線體的耗氧完全關閉，確定其偵測的背景值。

XF Glycolysis Stress Test

    上機前須先將培養基更換為no glucose medium 30 min，將細胞內的glucose消耗完，因此一開始偵測時ECAR數值會很低，因為沒有glucose可進行glycolysis；首先加入10 mM glucose，評估樣本在環境突然給與足夠養分時將之轉換的效率，接著加入oligomycin關閉粒線體的ATP供應，評估當糖解作用為唯一ATP來源時的表現狀況，最後加入2-DeoxyGlucose來競爭glucose以確定糖解作用的背景值。

    研究人員除了可以導入自己的細胞平台，還可以偵測動物的各式活體組織、斑馬魚胚胎、線蟲、酵母菌、植物、細菌或精子等活體樣本，輔以基因或蛋白表現的調整，或是不同養分、藥物、毒物、nanoparticle、hypoxia等處理對細胞的影響，幾乎可以適用在各個研究領域；若您是以細胞作為實驗平台，XFe analyzer可以很輕易的與您現有的研究結合。

        研究範例分享-脂肪酸代謝

        相關期刊論文分享

臨醫中心活動公告

【課程公告】11月初臨醫中心將舉辦國科會研究計畫撰寫與經驗分享課程，敬請大家注意相關訊息並踴躍報名參加。

【儀器重要公告】本中心海馬生物能量測定儀將進行汰舊換新作業，已於112年3月中旬購入新型海馬生物能量測定儀(XFe24)，自即日起1年內新舊機同步開放使用，請持有舊機XF24專用耗材之實驗室把握時間將耗材使用完畢。

核心/共同實驗室教育訓練課程

近期儀器訓練課程:

  臨醫中心網頁報名 (https://crc.hosp.ncku.edu.tw/index.php?modify=course)

  09月01日       Molecular Device SpectraMax iD5多功能微盤分光光譜儀

  09月06日        iBrightTM FL1000 影像系統儀器訓練課程

  09月06日       PerkinElmer Nuance FX 多光譜組織影像分析系統訓練課程

    09月08日       多功能及時核酸序列分析系統(PyroMarkQ24)

    09月13日       Leica冷凍切片機、Leica石蠟包埋機、石蠟切片機

  09月15日       全景組織體細胞定量分析儀實機操作示範與認證(電子報第五期)

  09月28日       NIS活細胞長時間影像系統

優秀論文分享