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誠信經(jīng)營質(zhì)量保障價格合理服務(wù)完善細胞的應(yīng)力松弛測試是研究其粘彈性行為的重要手段,通過觀察細胞在恒定形變下應(yīng)力隨時間衰減的過程,可以量化細胞骨架的彈性恢復(fù)能力和粘性耗散特性。以下是詳細的測試方法說明,涵蓋實驗技術(shù)、操作流程、數(shù)據(jù)分析和注意事項:
原理:利用納米級探針施加局部壓縮或拉伸形變,通過檢測探針偏轉(zhuǎn)測量應(yīng)力。
步驟:
探針校準:選用球形探針,通過力-距離曲線校準彈性系數(shù)。
細胞固定:將細胞培養(yǎng)在軟基底(如PDMS凝膠)或剛性基底(如玻璃)。
施加形變:探針以恒定速度壓入細胞表面至預(yù)設(shè)深度(如500 nm),保持形變恒定。
記錄應(yīng)力衰減:監(jiān)測探針受力隨時間的變化(通常持續(xù)10秒至5分鐘)。
數(shù)據(jù)處理:扣除基底效應(yīng),將探針受力轉(zhuǎn)化為細胞應(yīng)力。
原理:通過負壓吸引細胞膜進入微管,測量吸入長度對應(yīng)的應(yīng)力變化。
步驟:
微管制備:玻璃微管拉制為直徑2-5 μm的,內(nèi)充培養(yǎng)基。
細胞吸附:通過微弱負壓將細胞吸附于微管口。
施加形變:增加負壓使細胞膜吸入微管至固定長度(如10 μm),維持吸入長度。
應(yīng)力監(jiān)測:通過壓力傳感器記錄負壓隨時間衰減(反映細胞應(yīng)力松弛)。
模型擬合:常用液體滴模型(Liquid Drop Model)分析細胞膜張力。
原理:利用激光捕獲微珠,通過微珠位移施加形變并測量反作用力。
步驟:
微珠功能化:將微珠(如聚苯乙烯)包被細胞黏附分子(如纖連蛋白)。
細胞-微珠結(jié)合:將微珠與細胞表面受體結(jié)合,形成力學(xué)連接。
施加形變:移動激光焦點拉伸細胞至固定位移。
力衰減記錄:通過微珠布朗運動分析光阱剛度,計算作用力衰減。
時間分辨率:適用于毫秒級快速松弛過程的觀測。
原理:通過微通道結(jié)構(gòu)或可變形膜對細胞施加均勻壓縮形變。
步驟:
細胞加載:將細胞懸浮液注入微流控芯片。
壓縮控制:通過氣壓或機械驅(qū)動使柔性膜變形,壓縮細胞至固定體積。
壓力監(jiān)測:集成壓阻傳感器實時記錄壓縮力衰減。
高通量優(yōu)勢:可同時測試多個細胞,適用于統(tǒng)計力學(xué)分析。
培養(yǎng)條件:使用含血清培養(yǎng)基維持細胞活性,實驗全程在37°C、5% CO?環(huán)境中進行。
基底選擇:
軟基底(如1-10 kPa凝膠):模擬體內(nèi)微環(huán)境,減少邊界效應(yīng)。
硬基底(如玻璃):簡化力學(xué)模型,適合高精度AFM測試。
加載速率:形變施加需足夠快(如1-10 μm/s),避免在加載階段引入粘性響應(yīng)。
形變量控制:
小形變(<10%應(yīng)變):保證線性粘彈性響應(yīng)。
大形變(>20%應(yīng)變):研究非線性行為(如細胞骨架重構(gòu))。
采樣頻率:
快速松弛(<1秒):kHz級采樣(如光學(xué)鑷子)。
慢速松弛(>10秒):1-10 Hz采樣(如AFM)。
噪聲處理:
使用低通濾波器消除高頻振動噪聲。
多次重復(fù)實驗取平均值(至少10個細胞)。
癌細胞應(yīng)力松弛:轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞(MDA-MB-231)相比正常乳腺細胞(MCF-10A)表現(xiàn)出更快的應(yīng)力松弛(更?。?,提示細胞骨架動態(tài)性增強。
細胞脫離基底:
對策:增加黏附蛋白(如膠原涂層)或降低加載力。
應(yīng)力衰減:
原因:實驗時間不足或細胞骨架高度交聯(lián)。
對策:延長記錄時間至平衡態(tài),或驗證模型是否需引入G∞項。
儀器漂移:
對策:在無細胞區(qū)域進行基線校正,使用溫控系統(tǒng)減少熱漂移。
活細胞成像結(jié)合力學(xué)測試:
使用熒光標記細胞骨架(如F-actin、微管),同步觀測力學(xué)松弛與結(jié)構(gòu)重組。
高通量微流控芯片:
集成數(shù)百個微腔體,并行測試細胞群體力學(xué)異質(zhì)性。
動態(tài)力譜(DFS):
在不同加載速率下測試,揭示能量勢壘與分子鍵動力學(xué)。
通過以上方法,研究者能夠精確量化細胞的應(yīng)力松弛特性,為理解細胞力學(xué)在生理與病理過程中的作用提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
pavone納米壓痕細胞松弛測試