Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Hirngewebe der Maus mittels Rasterkraftmikroskopie

Nehmen Sie eine mit Bioklebstoff beschichtete Schale mit einem immobilisierten Maushirnschnitt in einem vorgewärmten Medium.

Stellen Sie es auf ein vorgewärmtes Rasterkraftmikroskop oder einen AFM-Tisch, um die physiologischen Bedingungen aufrechtzuerhalten.

Tragen Sie einen Tropfen des Mediums auf die kugelförmige Perle des AFM-Auslegers auf, die über dem AFM-Kopf positioniert ist.

Positionieren Sie anschließend den AFM-Kopf neu und tauchen Sie ihn in das Medium ein.

Richten Sie den Laserstrahl auf den Cantilever, um die Auslenkung des Cantilevers mit Hilfe der Fotodiode zu verfolgen.

Senken Sie die AFM-Sonde ab, bis sie die Oberfläche des Hirngewebes berührt.

Für die Messung der Kriechnachgiebigkeit programmieren Sie die AFM-Sonde so, dass sie eine konstante Kraft aufbringt.

Diese Kraft führt dazu, dass sich das Gewebe verformt, während sich der Ausleger biegt. Der Laser erkennt

die Auslegerbiegung und misst die Gewebesteifigkeit.

Für die Messung der Kraftrelaxation das Gewebe auf eine feste Tiefe eindrücken und halten.

Der Laser verfolgt die Auslegerbiegung, um den Widerstand und die Entspannung des Gewebes über die Zeit zu messen und so die mechanischen Eigenschaften des Gewebes genau zu bewerten.

Laden Sie vorsichtig eine AFM-Sonde mit einer nominalen Federkonstante von 0,03 Newton pro Meter und einer Borosilikatkugel mit einem Durchmesser von 20 Mikrometern in den Sondenhalter. Platzieren Sie eine Gehirnscheibe, die in einer Petrischale montiert ist, auf einer AFM-Bühne, die auf 37 Grad Celsius vorgewärmt wurde.

Fügen Sie dann etwa 2 Milliliter vorgewärmtes Medium hinzu.

Geben Sie anschließend vorsichtig einen Tropfen Medium auf die AFM-Sonde, um sie vor Bruch durch Oberflächenspannung zu schützen, wenn sie in das Medium abgesenkt wird, das die Gehirnscheibe umgibt. Positionieren Sie dann den AFM-Kopf wieder auf der Bühne. Und beginnen Sie, den Kopf zu senken, bis er in das Medium eingetaucht ist.

Bewegen Sie den Tisch mit dem optischen Mikroskop so, dass sich der interessierende Bereich unter der kalibrierten AFM-Sonde befindet. Senken Sie dann die AFM-Sonde ab, um Kontakt mit der Oberfläche des Gewebes aufzunehmen. Um die Experimente zur Kriechnachgiebigkeit durchzuführen, konstruieren Sie eine Funktion der aufgebrachten Kraft im Funktionseditor der Software.

Die Funktion besteht aus einer 0,1-Sekunden-Rampe auf 0,05 Nanonewton, die 20 Sekunden lang gehalten wird, gefolgt von einer 1-Sekunden-Rampe auf 0 Nanonewton. Die Software zeichnet Daten über den Einzug der AFM-Sonden in das Gewebe während der aufgewendeten Kraftfunktion auf. Führen Sie nach dem Ausführen des Kriechnachgiebigkeitsexperiments Kraftrelaxationsexperimente durch, indem Sie eine angewendete Eindringfunktion in der Software erstellen. Führen Sie diese Funktion aus, während die Software Daten über die Kraft sammelt, die die AFM-Sonde erfährt, wenn sie in das Gewebe eindringt.