What is ECIS?

ECIS®（電氣細胞基質阻抗感測）是一種即時、無標籤、基於阻抗的方法，用於研究組織培養中細胞的行為。這些行為包括單層屏障功能、細胞生長速率與活性、傷口癒合遷移及其他由細胞骨架引導的行為。ECIS®方法已應用於多項研究，包括內皮單層通透性的測量、作為動物實驗替代方案的體外毒性測試、癌細胞的侵襲性測試以及涉及GPCR的信號轉導研究，用於現代藥物發現。

如何量化細胞行為

ECIS® 使用一個小型非侵入性的交流電流 (I)，該電流施加在ECIS陣列底部的電極圖案上（不能使用直流電）。這會在電極之間產生一個電位 (V)，並由ECIS儀器進行測量。阻抗 (Z) 根據歐姆定律 Z = V/I 來確定。

當細胞被添加到ECIS陣列並附著到電極上時，細胞會作為絕緣體，增加阻抗。隨著細胞的生長並覆蓋電極，電流會受到阻礙，這與覆蓋電極的細胞數量、細胞形態以及細胞附著的特性有關。當細胞受到刺激改變其功能時，伴隨而來的細胞形態變化會改變阻抗。所生成的數據是阻抗與時間的關係。

頻率如何揭示細胞行為

為什麼需要多種交流頻率？要理解交流頻率在ECIS®中的重要性，我們必須考慮頻率如何影響細胞覆蓋電極的電流路徑。測量的阻抗由兩個組成部分組成：電容和電阻。在相對較高的交流頻率（> 32,000 Hz）下，更多的電流會通過絕緣的細胞膜進行電容耦合。在相對較低的頻率（≤ 4,000 Hz）下，大多數電流會流經細胞之間和下方的溶液通道。高頻阻抗更多地受到細胞覆蓋的影響，因此對於測量細胞生長速率和細胞毒性非常有用；而低頻則對細胞下方或細胞間的空間變化反應更強，這使得它在量化屏障功能和細胞附著方面具有更大的應用價值。

更多ECIS原理請參閱下列影片和網址: https://www.biophysics.com/whatIsECIS.php