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目的:采用无损伤的交流电阻抗技术,测定肝癌细胞介电频谱特性,利用曲线拟合方法建立肝细胞数理模型,评价肝癌细胞电生理特性变化,为抗癌药物的开发评价、肝癌早期辅助诊断与筛查提供电生理技术支撑。方法:经过体外细胞培养,建立HL-7702人正常肝细胞和SMMC-7721人肝癌细胞的细胞模型。在0.01MHz~100MHz的范围内,通过采用Agilent4294A精密阻抗分析仪,分别测量HL-7702细胞和SMMC-7721细胞的介电常数-电导率频谱。通过图谱等综合分析,提取肝癌细胞的介电特征参数。应用三项式Cole-Cole方程的数值计算和曲线拟合的残差分析,建立肝癌细胞的数理模型及其相关参数。采用数理统计分析方法,比较肝癌细胞与正常细胞之间的差别,探讨肝癌细胞在电生理特性的改变。结果1)两种细胞介电谱特性具有频率依赖性:随着频率增大,细胞介电常数减小,电导率增大;2)两种细胞介电频谱特性具有细胞体积分数(Φ)依赖性:当Φ的增加,最大介电常数增量(Δεmax)、最大电导率增量(Δκmax)、介电损耗因子峰值、介电损耗角正切峰值皆增大;3)与HL-7702细胞比较,SMMC-7721细胞的介电常数低频极限值(εL)上升10.7%(P>0.05),介电常数高频极限值(εh)上升3.47%(P <0.001),电导率低频极限值(κL)降低3.69%(P <0.01),电导率高频极限值(κh)降低0.91%(P>0.05),峰值(P1、P2、P3、P4)增大31.70%(P <0.001)、5.84%(P <0.001)、11.41%(P <0.001)、5.48%(P>0.05),特征频率(fC1、fC2、fC3)分别降低13.78%(P <0.05)、19.94%(P <0.01)、21.27%(P <0.001)。4)细胞直径:SMMC-7721细胞为16.97±2.79um,HL-7702细胞为15.58±1.93um,前者比后者大8.91%(P <0.001)。结论人SMMC-7721肝癌细胞介电谱特性:1)频率依赖性;2)细胞体积分数依存性;3)具有3个特征频率(fC1、fC2、fC3),fC1来源于细胞膜,fC2来源于细胞核膜,fC3来源于细胞核仁。4)与HL-7702细胞比较,SMMC-7721肝癌细胞的绝缘性能、P1、P2、P3、P4皆增加,导电性能减弱;通过利用这一特性,可以用来评价细胞各个结构区域的变化;5)与HL-7702细胞相比,SMMC-7721肝癌细胞的特征频率(fC1、fC2、fC3)均显著降低。其可能原因在于SMMC-7721细胞直径大于HL-7702细胞,通过利用特征频率可以用来监测细胞相关部位的生理变化。故,当药物、温度,压力、离心力等各种因素作用于细胞时,细胞介电特征参数可用于观察SMMC-7721人肝癌细胞内部(细胞膜、核膜以及核仁等)的衡量指标,亦可为肝癌细胞的富集、分离、纯化提供理论依据或基础。