Sensitivity and Validation of Porous Membrane Electrical Cell Substrate Impedance Spectroscopy (PM-ECIS) for Measuring Endothelial Barrier Properties
Notice bibliographique
Résumé
Measurement of endothelial and epithelial barrier integrity is important for a variety of in vitro models, including Transwell assays, cocultures, and organ-on-chip platforms. Barrier resistance is typically measured by trans-endothelial electrical resistance (TEER), but TEER is invasive and cannot accurately measure isolated monolayer resistance in coculture or most organ-on-chip devices. These limitations are addressed by porous membrane electrical cell–substrate impedance sensing (PM-ECIS), which measures barrier integrity in cell monolayers grown directly on permeable membranes patterned with electrodes. Here, we advanced the design and utility of PM-ECIS by investigating its sensitivity to working electrode size and correlation with TEER. Gold electrodes were fabricated on porous membrane inserts using hot embossing and UV lithography, with working electrode diameters of 250, 500, and 750 μm within the same insert. Sensitivity to resistance changes (4 kHz) during endothelial barrier formation was inversely proportional to electrode size, with the smallest being the most sensitive ( p < 0.001). Similarly, smaller electrodes were most sensitive to changes in impedance (40 kHz) corresponding to cell spreading and proliferation ( p < 0.001). Barrier disruption with both EGTA and thrombin was detectable by all electrode sizes. Resistances measured by PM-ECIS vs TEER for sodium chloride solutions were positively and significantly correlated for all electrode sizes ( r > 0.9; p < 0.0001), but only with 750 μm electrodes for endothelial monolayers ( r = 0.71; p = 0.058). These data inform the design and selection of PM-ECIS electrodes for specific applications and support PM-ECIS as a promising alternative to conventional TEER for direct, noninvasive, real-time assessment of cells cultured on porous membranes in conventional and organ-on-chip barrier models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».