跨膜细胞电阻仪（TEER仪）工作原理详解：细胞屏障功能检测的核心工具
跨膜细胞电阻仪（TEER仪）工作原理详解：细胞屏障功能检测的核心工具
在细胞生物学研究、药物研发、生物医药检测等领域，细胞屏障功能的完整性是关键研究指标之一。跨膜细胞电阻仪（简称TEER仪）作为检测细胞屏障功能的专用设备，凭借快速、无损、精准的优势，成为实验室核心仪器。本文将详细解析TEER仪的工作原理，厘清常见认知误区，助力科研工作者更高效地开展实验。
关键词：跨膜细胞电阻仪、TEER仪、细胞屏障功能检测、Transwell细胞培养、药物研发实验仪器、上皮细胞屏障检测
一、TEER仪核心定位：以电阻值量化细胞屏障完整性
跨膜细胞电阻仪的核心功能的是通过测量细胞单层的单位面积电阻值（单位：Ω·cm²），间接反映细胞膜的完整性、通透性以及细胞间连接的紧密程度。其本质是利用生物体系中“离子导电”的基本特性，将细胞屏障功能转化为可精准测量的电学信号，实现对细胞生理状态的客观评估，广泛应用于上皮细胞（肠道上皮、角膜上皮）、内皮细胞（血管内皮）等多种细胞类型的屏障功能研究。
二、TEER仪工作原理：从测试场景到核心逻辑
1. 核心测试场景：细胞单层形成的“生物屏障”
TEER仪的测试需依托特定的细胞培养体系，通常将目标细胞接种于多孔膜（如Transwell小室的聚碳酸酯膜）上进行培养。当细胞在膜表面形成连续单层后，细胞间会通过紧密连接、黏附连接等结构形成“生物屏障”，这一屏障会阻碍培养基中离子的自由穿透。TEER仪的核心就是检测离子穿过“细胞-多孔膜复合结构”的导电能力，进而判断细胞屏障功能的强弱。
2. 关键测试原理：微弱电场下的离子迁移检测
为避免损伤细胞，TEER仪会向培养小室的上下腔室（分别对应细胞侧和基底侧）施加微弱的交流电压（行业标准参数为1kHz）。在电场作用下，培养基中的离子（如Na⁺、Cl⁻等）会发生定向迁移，形成微弱电流。此时，细胞单层的屏障状态会直接影响离子迁移的阻力：
若细胞单层完整、细胞间连接紧密，离子穿透的阻力就大，仪器测得的电阻值就高；
若细胞单层破损、连接松散，离子可轻松穿透，电阻值则会显著降低。
3. 核心数据换算：修正认知误区，精准计算细胞单层电阻
这里需要重点厘清一个常见认知误区：仪器直接测得的“总电阻”并非单纯的细胞单层电阻，而是“细胞单层电阻+多孔膜本身电阻”的总和。因此，必须通过科学换算才能得到真实的细胞单层电阻（即TEER值），且换算过程需保证物理量纲的统一。
错误换算公式（常见误区）：TEER（细胞单层电阻）=总电阻×膜面积-空白膜电阻
上述错误的核心问题是量纲不统一：总电阻×膜面积的量纲为Ω·cm²，而空白膜电阻的量纲为Ω，不同物理量无法直接相减。
正确换算公式（两种等价表述）：
方式一：TEER =（R总 - R空白）× S
方式二：TEER =（R总×S）-（R空白×S）
其中，R总为接种细胞后测得的总电阻（单位：Ω），R空白为未接种细胞的空白多孔膜电阻（需提前校准，单位：Ω），S为多孔膜的有效面积（单位：cm²）。最终得到的TEER值越高，代表细胞单层的屏障功能越完善。
三、TEER仪的核心应用场景：覆盖多领域科研需求
作为细胞屏障功能检测的“黄金工具”，跨膜细胞电阻仪在多个科研领域发挥关键作用：
药物研发：探究药物对肠道黏膜通透性的影响、评估药物对血管内皮屏障的保护/损伤作用；
炎症研究：分析炎症因子对上皮、内皮细胞完整性的破坏机制；
生物医药检测：筛选可修复细胞屏障功能的活性成分、验证生物制剂的安全性。
在这些应用中，TEER值的下降通常直接提示细胞屏障受损，为实验结论提供直观的量化依据。
四、TEER仪的技术优势：为何成为实验室首选？
相较于传统的细胞屏障检测方法（如染色标记、同位素追踪），跨膜细胞电阻仪具有三大核心优势：一是无损检测，不会对细胞活性造成影响，可实现长期动态监测；二是快速高效，无需复杂的样品前处理，几分钟内即可完成一次检测；三是操作简便，无需专业的染色技术，降低实验门槛。这些优势使其成为细胞生物学、药物研发、临床前研究等领域的必备仪器。
结语
跨膜细胞电阻仪（TEER仪）以“电阻代通透性”的核心逻辑，将复杂的细胞生理功能转化为简单的电学测量，为细胞屏障功能研究提供了精准、高效的解决方案。掌握其正确的工作原理（尤其是精准的换算公式），能更准确地解读实验数据，提升研究质量。如果您需要采购TEER仪或了解更多相关仪器。
