$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
خلايا الدم الحمراء (كرات الدم الحمراء) هي أكثر الخلايا تشوها في جسم الإنسان1. ترتبط قابليتها للتشوه ارتباطا مباشرا بوظائفها في حمل الأكسجين. تم العثور على انخفاض التشوه في كرات الدم الحمراء ليرتبط مع التسبب في العديد من اضطرابات كرات الدمالحمراء 2. قادتنا قياسات التشوه إلى فهم أفضل للأمراض المرتبطة بكرات الدم الحمراء3. يمكن أن يختلف العمر الطبيعي لكرات الدم الحمراء من 70 إلى 140 يوما4. لذلك ، من المهم قياس كيفية انخفاض قابليتها للتشوه جنبا إلى جنب مع عملية الشيخوخة ، على سبيل المثال ، سلوك التعب بسبب إجهادات القص الدورية3.
يعد قياس تشوه كرات الدم الحمراء عند الإنتاجية العالية أمرا صعبا بسبب قوى مقياس piconewton (~ 10-12 N) التي يتم تطبيقها على الخلايا الفردية. على مدى العقد الماضي ، تم تطوير العديد من التقنيات لقياس تشوه الخلايا5. يمكن إجراء قياسات تشوه كرات الدم الحمراء على مستوى الخلية الواحدة عن طريق شفط الماصة والملاقط البصرية ، بينما يتم إجراء التحليلات السائبة عن طريق قياس التدرج التناضحي. توفر تحليلات قياس كتكتاوات الدم وفرة من البيانات ، مما يوفر فرصة لتشخيص اضطرابات الدم 6,7. يمكن أيضا تحليل تشوه كرات الدم الحمراء باستخدام نظرية المرونة اللزجة بواسطة مجهر القوة الذرية للمسبار الغرواني. في هذه الطريقة ، يتم تطبيق التحليل الحسابي لتقدير معامل المرونة لكرات الدم الحمراء ، مع الأخذ في الاعتبار كل من الاستجابات المعتمدة على الوقت والحالة المستقرة. يمكن قياس تشوه كرات الدم الحمراء الفردية باستخدام طريقة صفيف الغرفة الدقيقة أحادية الخلية. تحلل هذه الطريقة كل خلية من خلال الغشاء وعلامات الفلورسنت الخلوية لتوفير معلومات عن تشوه كرات الدم الحمراء وتوزيع الخصائص الخلوية في مجموعات كرات الدم الحمراء المعقدة للكشف عن الاضطرابات الدموية8.
التعب هو عامل رئيسي في تدهور خصائص المواد الهندسية والمواد الحيوية. يتيح اختبار التعب إجراء تحليل كمي لسلامة وطول عمر الهيكل المعرض للتحميل الدوري. لطالما تم إعاقة تحليل التعب في الخلايا البيولوجية بسبب عدم وجود طريقة عامة وقابلة للتطبيق بسهولة وإنتاجية عالية وكمية لتنفيذ التشوه الدوري في أغشية الخلايا. هذا ممكن مع استخدام تعديل الإشارة الكهربائية وتقنيات التشوه الكهربائي المنفذة في بيئة الموائع الدقيقة. يتم تطبيق تقنية مفتاح إزاحة السعة (ASK) كتعديل رقمي من خلال تعديل مفتاح On-Off (OOK) في هذه المقالة. يشير مفهوم المفاتيح إلى إرسال الإشارات الرقمية عبر القناة ، الأمر الذي يتطلب إشارة حاملة موجة جيبية لتعمل9. يمكن ضبط أوقات التشغيل والإيقاف على قدم المساواة. تحت ON-keying ، تدخل كرات الدم الحمراء في حالة مشوهة أثناء تعرضها لقوة تشوه كهربائي خارجي (Fdep) 10 تم إنشاؤها بواسطة المجال الكهربائي غير المنتظم. تحت OFF-keying ، تكون كرات الدم الحمراء في حالة استرخاء. نلاحظ إجهاد كرات الدم الحمراء ، أي التدهور التدريجي في قدرتها على التمدد مع زيادة دورات التحميل. يمكن أن يوفر فقدان التشوه الناجم عن التعب في كرات الدم الحمراء نظرة ثاقبة على تلف الغشاء المتراكم أثناء الدورة الدموية ، مما يمكننا من إجراء مزيد من التحقيق في الروابط بين إجهاد الخلايا وحالات المرض.
نقدم هنا إجراءات خطوة بخطوة حول كيفية تنفيذ اختبار التعب لكرات الدم الحمراء في جهاز الموائع الدقيقة عبر التشوه الكهربائي المعدل ASK وإعدادات النظام مثل جهاز الموائع الدقيقة ، والتحميل الميكانيكي ، والتخيل المجهري لتوصيف التدهور التدريجي في التشوه الميكانيكي لكرات الدم الحمراء.