A semiconductor 96-microplate platform for electrical-imaging based high-throughput phenotypic screening.
A semiconductor 96-microplate platform for electrical-imaging based high-throughput phenotypic screening.
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用于基于电成像的高通量表型筛选的半导体96微孔板平台。
DOI：
10.1038/s41467-023-43333-9
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发表时间：
2023-11-21
影响因子：
16.6
通讯作者：
Abbott, Jeffrey
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chitale, Shalaka;Wu, Wenxuan;Mukherjee, Avik;Lannon, Herbert;Suresh, Pooja;Nag, Ishan;Ambrosi, Christina M.;Gertner, Rona S.;Melo, Hendrick;Powers, Brendan;Wilkins, Hollin;Hinton, Henry;Cheah, Michael;Boynton, Zachariah G.;Alexeyev, Alexander;Sword, Duane;Basan, Markus;Park, Hongkun;Ham, Donhee;Abbott, Jeffrey
化合物和遗传图谱的高含量成像在药物发现中很受欢迎，但仅限于固定细胞的终点图像。相反，基于电子的设备提供无标记的活细胞功能信息，但存在空间分辨率或吞吐量有限的问题。在这里，我们介绍一种用于高分辨率、实时阻抗成像的半导体96微板平台。每个井有4,096个电极，空间分辨率为25 微米，小型数据接口允许8倍平行板操作(总共768个井)，以提高吞吐量。电场阻抗测量在实验过程中每15 分钟捕获20个参数图像，包括细胞屏障、附着、平坦度和运动性。我们应用这项技术来表征16种细胞类型，从原代上皮细胞到悬浮细胞，并量化混合共培养中的异质性。对13个半导体微孔板上的904种化合物进行筛选，发现了25种不同的反应，展示了该平台的潜在作用机理。该半导体平台的可扩展性和可翻译性扩展了高通量的作用分析和表型药物发现应用的机制。基于细胞的表型分析将体外发现与疾病病理学联系起来。在这里，作者报告了一种基于半导体的微板平台，可以进行高通量、高维的“电成像”，用于活细胞形态和功能的无标记评估。
High-content imaging for compound and genetic profiling is popular for drug discovery but limited to endpoint images of fixed cells. Conversely, electronic-based devices offer label-free, live cell functional information but suffer from limited spatial resolution or throughput. Here, we introduce a semiconductor 96-microplate platform for high-resolution, real-time impedance imaging. Each well features 4096 electrodes at 25 µm spatial resolution and a miniaturized data interface allows 8× parallel plate operation (768 total wells) for increased throughput. Electric field impedance measurements capture >20 parameter images including cell barrier, attachment, flatness, and motility every 15 min during experiments. We apply this technology to characterize 16 cell types, from primary epithelial to suspension cells, and quantify heterogeneity in mixed co-cultures. Screening 904 compounds across 13 semiconductor microplates reveals 25 distinct responses, demonstrating the platform’s potential for mechanism of action profiling. The scalability and translatability of this semiconductor platform expands high-throughput mechanism of action profiling and phenotypic drug discovery applications. Cell-based phenotypic assays link in vitro discovery to disease pathology. Here, the authors report a semiconductor-based microplate platform to perform high-throughput, high-dimensional “electrical imaging” for label-free assessment of live cell morphology and function.
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DOI：
10.1093/jnci/53.3.661
发表时间：
1974-01-01
期刊：
JOURNAL OF THE NATIONAL CANCER INSTITUTE
影响因子：
--
作者：
CAILLEAU, R;YOUNG, R;REEVES, WJ
通讯作者：
REEVES, WJ
影响因子：
6.1
作者：
Abbott J;Mukherjee A;Wu W;Ye T;Jung HS;Cheung KM;Gertner RS;Basan M;Ham D;Park H
通讯作者：
Park H
DOI：
10.3390/s21165286
发表时间：
2021-08-05
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Binder ARD;Spiess AN;Pfaffl MW
通讯作者：
Pfaffl MW
DOI：
10.1038/s41573-020-00117-w
发表时间：
2021-03
期刊：
Nature reviews. Drug discovery
影响因子：
--
作者：
Chandrasekaran SN;Ceulemans H;Boyd JD;Carpenter AE
通讯作者：
Carpenter AE
影响因子：
4.6
作者：
Fietz ER;Keenan CR;López-Campos G;Tu Y;Johnstone CN;Harris T;Stewart AG
通讯作者：
Stewart AG