Name: מדידת התכונות המכאניות של תאי חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-27T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: למד כיצד למדוד את המודול האלסטי של תאים חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. שיטת מיפוי הכוח מאפשרת יצירת מפת קשיחות דו-ממדית וניתוח מכני מדויק של תאים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים לד&quot;ר פול Janmey באוניברסיטת פנסילבניה למתן קווים סלולריים בשימוש במאמר זה. QW גם להכיר JF Byfield והאוון אנדרסון לדיוני תובנות שלהם על טכניקות AFM.

1. לכייל קבוע הקפיץ של שלוחה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען שלוחה לAFM פי הוראות היצרן. יש צורך לנקות את בעל שלוחה עם אתנול לפני כל ניסויים. זה יעזור לצמצם זיהום חיידקים לתרבות במהלך מדידות AFM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל InvOLS (רגישות מנוף אופטית הופכי). פרמטר זה מתאר את כמות תגובת photodiode (וולט) לננומטר של סטיית שלוחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען שקופית זכוכית נקיות על הבמה המדגם, ולאחר מכן להתקין את ראש AFM ולהתאים את קרן לייזר ויישור על פי הוראות היצרן. לעסוק קצה AFM בשקופית הזכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם piezo מסוגר, ליישר מחדש את המראה לקריאת photodiode של -2 V. לבצע מדידת ספקטרוסקופיה כוח עם נקודת הדק (תגובת photodiode המרבי) של 2 V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם piezo מסוגר, ליישר מחדש את המראה לקריאת photodiode של -2 ו &#39;בצע עבורמדידת RCE ספקטרוסקופיה עם נקודת הדק (תגובת photodiode המרבי) של 2 הערה ו &#39;: ערכי המתח כאן הן ספציפיות למקלט AFM. ערך זה צריך להיות מוגדר על פי המפרטים המסופקים על ידי יצרן. לאחר רכישת הנתונים יסתיימו, להתקרב לאזור משרד המגע של עקומת כוח. בצע התאמה ליניארית לאזור זה כדי למצוא את השיפוע, אשר יהיה בV / ננומטר. הגומלין של ערך זה מתאר את הרגישות האופטית של אנסמבל שלוחה-photodiode. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפס את יישור המראה כדי סטייה החופשית של 0 V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל את קפיץ שלוחה מתמיד. שיטת תרמית-מנגינה משמשת לקביעה הקבוע הקפיץ של שלוחה 28. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר כיול InvOLS, להעלות את הסורק מבמת המדגם כזה שאין אינטראקציות בין הקצה והמדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל בלכידת נתונים תרמיים. במהלך תהליך זה, רטט התרמית של הקרן הוא שלוחה Recordeד. התוכנה מנתחת AFM כוח כזה ספקטרום של רטט ועלילותיו בחלון הנתונים תרמיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי כמה שניות של רכישת נתונים, לבצע התאמה למגזר נתונים מרוכזים בתדר הנמוך ביותר (תהודה בסיסית) כדי לקבוע השיא קבוע הקפיץ. </li></ol> 2. טעינה לדוגמא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את אבזר מחמם תבשיל על הבמה AFM, אם לא כבר מצויד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הטמפרטורה ל -37 מעלות צלזיוס, ולחכות 20 דקות עד שהמערכת מגיעה לשיווי משקל תרמי יציב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את צלחת התרבות על הבמה AFM ולאבטח אותו באמצעות המהדק מסופק עם תנור חימום המנה. חשוב לצמצם את הזמן בין הסרת הצלחת מהחממה ולהניח אותו על הבמה, כדי להימנע מטראומה לתאים. עבור מדידות ארוכות יותר מ -30 דקות, יש להשתמש במדיום עצמאי CO 2 להחליף את מדיום התרבות הנורמלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחול ירידה קטנה של 37 מעלות צלזיוס תרבות בינונית עד קצה tהוא שלוחה AFM, ולהוריד את הראש עד הקצה AFM הוא פשוט שקוע בנוזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מצלמת CCD העליון הנוף, ליישר מחדש את קרן לייזר בשלוחה (היישור בנוזל יהיה שונה מאשר באוויר, בגלל השינוי במקדם השבירה של המדיום). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעסוק קצה AFM על אזור נקי של צלחת התרבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע כיול של InvOLS כפי שתואר לעיל, לרגישות שלוחה בסביבה הנוזלית. </li></ol> הערה: א) אם תאים בתרבית על הידרוג, הכיול של InvOLS צריכה להתבצע מראש על המשטח התחתון של מנה תרבות מלאה בתרבות תקשורת סלולרי. בעת מעבר לדגימות תאים, יש תשומת לב מיוחדת שישולם שלא לשנות את יישור קרן לייזר עם שלוחה. ב) יש InvOLS להיות recalibrated כל פעם שיש שינוי ביישור בלייזר. ג) מומלץ גם לקחת InvOLS כממוצע של ערך מכמה עקומות כיול, sאינס כל כיול יוצר InvOLS שונה. הווריאציה בInvOLS היא, לעומת זאת, קטנה בהשוואה לערך הממוצע. לדוגמה, כיול שלוחה Bruker DNP-10 עם אביב קבוע 0.06 N / מ &#39;במצב נוזלי על ידי 100 פעמים לייצר ערך ממוצע של 66.3 InvOLS ננומטר / V, עם סטיית תקן של רק 0.5 ננומטר / V. 3. איסוף Curves חיל זחה סלולרי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר תא לכניסה. בעזרת מיקרוסקופ האופטי, להזיז את הבמה כדי למקם שלוחה מעל התא, כך שקצו ממוקם באזור פרי הגרעינים. התאמה מדויקת של מיקום שלוחה ניתן להשיג זאת על ידי החלת קיזוז לX ו Y סורקים. הערה: יש שלוחה AFM שנסוג משטח המדגם תוך הזזת הבמה המדגם כדי לבחור תא היעד. זה מגן על שלוחה מדפיקות במדגם, שכן שטח המדגם לא יכול להיות שטוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור לחיל מצב ספקטרוסקופיה. הגדר את הכניסהשיעור לטווח של 1-10 מיקרומטר / sec, נמוך מספיק כדי למנוע תופעות הידרודינמית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את נקודת הדק הסטייה, אשר מגבילה את כוח indenting המרבי, כדי למנוע נזק לתאים. בחר את האפשרות יחסית מפעילה, שתתקן לסחיפה בכל אות הסטייה. כוח מרבי של 2 NN הוא נקודת התחלה טובה עבור רוב הדגימות. ערך זה, עם זאת, צריך להיות מותאם לפי מדגם הנוקשות. לקבלת דוגמיות רכה אמור לשמש ערך נמוך יותר, כדי למנוע כניסה מוגזמת למדגם. לקבלת דוגמיות נוקשות יש להשתמש בערך גבוה כדי ליצור כניסה למדידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מרחק כוח גדול מספיק כדי להבטיח שהקצה יהיה מנותק לחלוטין מהתא בין מדידות כוח. בדרך כלל, את מרחק כוח מוגדר ב5 מיקרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פקד AFM לקחת עקומת כוח יחידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף לפחות שלוש עקומות כוח במקומות שונים באזור פרי הגרעינים של כל תא. למרות זאת הוא מועיל לקחת מרוביםעקומות בכל תא לנתונים סטטיסטיים אמינים, לוקחים עקומות כוח רבות מדי עלולות לגרום לשינויים בתא נוקשות עקב לחץ מבדיקת AFM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר איסוף הנתונים הושלם, למשוך את הקצה, וחזור על שלבים 3.1-3.6 לתאים רבים ככל נדרש לנתונים סטטיסטיים טובים על תא נוקשות בתנאי מדגם מסוים. בדרך כלל, 30 תאים נמדדים עבור כל תנאי. </li></ol> כדי לאפיין את ההפצה של נוקשות בתוך תא בודד, מצב כוח המפה מוחל. במצב חיל-המפה, להגדיר גודל סריקה כדי לכלול את האזור של עניין; להגדיר רזולוציה מתאימה; להגדיר את הפרמטרים הזחה כמו אלה שנבחרו לעקומות כוח אחידות ויחידות, ואז יהיה AFM סריקה על פני שטח המדגם שנקבע ולקחת את עקומות כוח יחידה בכל פיקסל באזור המדגם. 4. ניתוח נתונים עקומות כוח שנרשמו מנותחות באמצעות הליך MATLAB מותאם אישית כדי לחשב את נוקשות התא. להלן תיאור קצר של הליך MATLAB: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכנית MATLAB מזהה את נקודת המגע מרכזת Z0 וD0 (ראה איור 1), תוך שימוש באלגוריתם אימצה משיטה שפורסמה על ידי לין ואח&#39; 29.: </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל נקודת נתונים בעקומת כוח, לבצע התאמה ליניארית של הנתונים מהשמאל לנקודת העניין, ודגם שיתאים לרץ הימני (באמצעות נקודה שנבחרה כנקודה הראשונית של מגע), עד לסט כניסה המרבית (200-300 ננומטר מומלץ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל נקודה, לחשב את שגיאת RMS היחסית של שני ההתקפים ולסכם את הערכים הללו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנקודה המשיגה את השגיאה הולמת הכוללת מינימאלית שנבחרה היא נקודה הראשונית של קשר. הערה: זמן חישוב יכול להיות מופחת על ידי יישום חיפוש זהוב סעיף ולא ליניארי סריקת עקומת כוח כולה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> δ עיוות המדגם וindenting כוח F מחושב כ: <img alt="משוואת 1"עבור: תוכן-width = &quot;3.073in&quot; עבור: src = &quot;/ files/ftp_upload/50497/50497eq1highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/50497/50497eq1.jpg&quot; /&gt; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאמת ריבועים פחותה מוחלת כדי להתאים את ה-F לעומת נתוני δ באזור שלאחר הקשר, z ≥ z 0, למודל הרץ כדי לחלץ מודולוס יאנג של, דואר של התא: <img alt="משוואה 2" fo:content-width="2.773in" fo:src="/files/ftp_upload/50497/50497eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50497/50497eq2.jpg" /> , שבו V הוא היחס של פואסון. הערה: כאשר δ הוא יותר מ -10% ממדגם העובי (גובה תא), נוקשות התא נמדדו מושפעת קשיחות המצע. העובי של אזור פרי הגרעיני הוא בדרך כלל על הסדר של כמה מיקרומטרים. לכן, רק את 200-300 ננומטר הראשון של ה-F-δ עקומה הוא מתאים למודל הרץ. </li></ol>

<ol><li>Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+cells+feel+and+respond+to+the+stiffness+of+their+substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate.</a> Science. 310, 1139-1143 (2005).</li>
<li>Wagner, O. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Softness%2C+strength+and+self-repair+in+intermediate+filament+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Softness, strength and self-repair in intermediate filament networks.</a> Exp. Cell Res. 313, 2228-2235 (2007).</li>
<li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+behavior+in+living+cells+consistent+with+the+tensegrity+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Mechanical behavior in living cells consistent with the tensegrity model.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 7765-7770 (2001).</li>
<li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+prestress.+I.+Stiffness+and+prestress+are+closely+associated+in+adherent+contractile+cells%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology.+Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cell prestress. I. Stiffness and prestress are closely associated in adherent contractile cells.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 282, 606-616 (2002).</li>
<li>Kasza, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Filamin+A+is+essential+for+active+cell+stiffening+but+not+passive+stiffening+under+external+force%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Filamin A is essential for active cell stiffening but not passive stiffening under external force.</a> Biophysical Journal. 96, 4326-4335 (2009).</li>
<li>Elson, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+mechanics+as+an+indicator+of+cytoskeletal+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biophysics+and+Biophysical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Cellular mechanics as an indicator of cytoskeletal structure and function.</a> Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry. 17, 397-430 (1988).</li>
<li>Schafer, A., Radmacher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+myosin+II+activity+on+stiffness+of+fibroblast+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Influence of myosin II activity on stiffness of fibroblast cells.</a> Acta Biomaterialia. 1, 273-280 (2005).</li>
<li>Guck, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+deformability+as+an+inherent+cell+marker+for+testing+malignant+transformation+and+metastatic+competence%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Optical deformability as an inherent cell marker for testing malignant transformation and metastatic competence.</a> Biophysical Journal. 88, 3689-3698 (2005).</li>
<li>Cross, S. E., Jin, Y. S., Rao, J., Gimzewski, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomechanical+analysis+of+cells+from+cancer+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Nanomechanical analysis of cells from cancer patients.</a> Nature Nanotechnology. 2, 780-783 (2007).</li>
<li>Plodinec, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nanomechanical+signature+of+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">The nanomechanical signature of breast cancer.</a> Nature Nanotechnology. 7, 757-765 (2012).</li>
<li>Rotsch, C., Radmacher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug-induced+changes+of+cytoskeletal+structure+and+mechanics+in+fibroblasts%3A+an+atomic+force+microscopy+study%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Drug-induced changes of cytoskeletal structure and mechanics in fibroblasts: an atomic force microscopy study.</a> Biophysical Journal. 78 (00), 520-535 (2000).</li>
<li>Cross, S. E., Jin, Y. S., Lu, Q. Y., Rao, J., Gimzewski, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+tea+extract+selectively+targets+nanomechanics+of+live+metastatic+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Green tea extract selectively targets nanomechanics of live metastatic cancer cells.</a> Nanotechnology. 22, 215101(2011).</li>
<li>Hoffman, B. D., Crocker, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+mechanics%3A+dissecting+the+physical+responses+of+cells+to+force%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Cell mechanics: dissecting the physical responses of cells to force.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 11, 259-288 (2009).</li>
<li>Hoffman, B. D., Massiera, G., Van Citters, K. M., Crocker, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+consensus+mechanics+of+cultured+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">The consensus mechanics of cultured mammalian cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 10259-10264 (2006).</li>
<li>Lau, A. W., Hoffman, B. D., Davies, A., Crocker, J. C., Lubensky, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microrheology%2C+stress+fluctuations%2C+and+active+behavior+of+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Microrheology, stress fluctuations, and active behavior of living cells.</a> Physical Review Letters. 91, 198101(1981).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microrheology+probes+length+scale+dependent+rheology%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Microrheology probes length scale dependent rheology.</a> Physical Review Letters. 96, 118104(2006).</li>
<li>Deng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+slow+dynamics+of+the+cytoskeleton%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Fast and slow dynamics of the cytoskeleton.</a> Nature Materials. 5, 636-640 (2006).</li>
<li>Oh, M. J., Kuhr, F., Byfield, F., Levitan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micropipette+Aspiration+of+Substrate-attached+Cells+to+Estimate+Cell+Stiffness%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Micropipette Aspiration of Substrate-attached Cells to Estimate Cell Stiffness.</a> J. Vis. Exp. (67), e3886(2012).</li>
<li>Hochmuth, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micropipette+aspiration+of+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Micropipette aspiration of living cells.</a> Journal of Biomechanics. 33, 15-22 (2000).</li>
<li>Levental, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+indentation+device+for+measuring+micrometer-scale+tissue+stiffness%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys-Condens.+Mat%22%5BJournal%5D)">A simple indentation device for measuring micrometer-scale tissue stiffness.</a> J. Phys-Condens. Mat. 22, (2010).</li>
<li>Mahaffy, R. E., Park, S., Gerde, E., Kas, J., Shih, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+the+viscoelastic+properties+of+thin+regions+of+fibroblasts+using+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of the viscoelastic properties of thin regions of fibroblasts using atomic force microscopy.</a> Biophysical Journal. 86, 1777-1793 (2004).</li>
<li>Radmacher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+elastic+properties+of+biological+samples+with+the+AFM%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Magazine%3A+The+Quarterly+Magazine+of+the+Engineering+in+Medicine+%26+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">Measuring the elastic properties of biological samples with the AFM.</a> IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine: The Quarterly Magazine of the Engineering in Medicine & Biology Society. 16, 47-57 (1997).</li>
<li>Crocker, J. C., Hoffman, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple-particle+tracking+and+two-point+microrheology+in+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Multiple-particle tracking and two-point microrheology in cells.</a> Methods in Cell Biology. 83, 141-178 (2007).</li>
<li>Liu, F., Tschumperlin, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-mechanical+characterization+of+lung+tissue+using+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-mechanical characterization of lung tissue using atomic force microscopy.</a> J. Vis. Exp. (54), e2911(2011).</li>
<li>Solon, J., Levental, I., Sengupta, K., Georges, P. C., Janmey, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fibroblast+adaptation+and+stiffness+matching+to+soft+elastic+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Fibroblast adaptation and stiffness matching to soft elastic substrates.</a> Biophysical Journal. 93, 4453-4461 (2007).</li>
<li>Wu, H. W., Kuhn, T., Moy, V. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+l929+cells+measured+by+atomic+force+microscopy%3A+Effects+of+anticytoskeletal+drugs+and+membrane+crosslinking%5BTitle%5D)+AND+%22Scanning%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of l929 cells measured by atomic force microscopy: Effects of anticytoskeletal drugs and membrane crosslinking.</a> Scanning. 20, 389-397 (1998).</li>
<li>Radmacher, M., Fritz, M., Kacher, C. M., Cleveland, J. P., Hansma, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+viscoelastic+properties+of+human+platelets+with+the+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Measuring the viscoelastic properties of human platelets with the atomic force microscope.</a> Biophysical Journal. 70, 556-567 (1996).</li>
<li>Levy, R., Maaloum, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+spring+constant+of+atomic+force+microscope+cantilevers%3A+thermal+fluctuations+and+other+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Measuring the spring constant of atomic force microscope cantilevers: thermal fluctuations and other methods.</a> Nanotechnology. 13, 33-37 (2002).</li>
<li>Lin, D. C., Dimitriadis, E. K., Horkay, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust+strategies+for+automated+AFM+force+curve+analysis--I.+Non-adhesive+indentation+of+soft%2C+inhomogeneous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Robust strategies for automated AFM force curve analysis--I. Non-adhesive indentation of soft, inhomogeneous materials.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129, 430-440 (2007).</li>
<li>Davis, J. T., Wen, Q., Janmey, P. A., Otteson, D. C., Foster, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muller+cell+expression+of+genes+implicated+in+proliferative+vitreoretinopathy+is+influenced+by+substrate+elastic+modulus%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Muller cell expression of genes implicated in proliferative vitreoretinopathy is influenced by substrate elastic modulus.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53, 3014-3019 (2012).</li>
<li>Engler, A. J., Rehfeldt, F., Sen, S., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microtissue+elasticity%3A+Measurements+by+atomic+force+microscopy+and+its+influence+on+cell+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Method+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Microtissue elasticity: Measurements by atomic force microscopy and its influence on cell differentiation.</a> Method Cell Biol. 83, 521-545 (2007).</li>
<li>Lele, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tools+to+study+cell+mechanics+and+mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Tools to study cell mechanics and mechanotransduction.</a> Methods in Cell Biology. 83 (07), 443-472 (2007).</li>
<li>A-Hassan, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relative+microelastic+mapping+of+living+cells+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Relative microelastic mapping of living cells by atomic force microscopy.</a> Biophysical Journal. 74, 1564-1578 (1998).</li>
<li>Costa, K. D., Sim, A. J., Yin, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-Hertzian+approach+to+analyzing+mechanical+properties+of+endothelial+cells+probed+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Non-Hertzian approach to analyzing mechanical properties of endothelial cells probed by atomic force microscopy.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 128, 176-184 (2006).</li>
<li>Xiong, Y., Lee, A. C., Suter, D. M., Lee, G. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topography+and+nanomechanics+of+live+neuronal+growth+cones+analyzed+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Topography and nanomechanics of live neuronal growth cones analyzed by atomic force microscopy.</a> Biophysical Journal. 96, 5060-5072 (2009).</li>
<li>Byfield, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+filamin+A+prevents+cells+from+responding+to+stiffness+gradients+on+gels+coated+with+collagen+but+not+fibronectin%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Absence of filamin A prevents cells from responding to stiffness gradients on gels coated with collagen but not fibronectin.</a> Biophysical Journal. 96, 5095-5102 (2009).</li>
<li>Cross, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AFM-based+analysis+of+human+metastatic+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">AFM-based analysis of human metastatic cancer cells.</a> Nanotechnology. 19, 384003(2008).</li>
<li>Storm, C., Pastore, J. J., MacKintosh, F. C., Lubensky, T. C., Janmey, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+elasticity+in+biological+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Nonlinear elasticity in biological gels.</a> Nature. 435, 191-194 (2005).</li>
<li>Wen, Q., Janmey, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+physics+of+the+cytoskeleton%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Solid+State+%26+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Polymer physics of the cytoskeleton.</a> Current Opinion in Solid State & Materials Science. 15, 177-182 (2011).</li>
<li>Dimitriadis, E. K., Horkay, F., Maresca, J., Kachar, B., Chadwick, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+elastic+moduli+of+thin+layers+of+soft+material+using+the+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Determination of elastic moduli of thin layers of soft material using the atomic force microscope.</a> Biophysical Journal. 82 (02), 2798-2810 (2002).</li>
<li>Trache, A., Lim, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Live+cell+response+to+mechanical+stimulation+studied+by+integrated+optical+and+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Live cell response to mechanical stimulation studied by integrated optical and atomic force microscopy.</a> J. Vis. Exp. (44), e2072(2010).</li>
<li>Lim, S. M., Kreipe, B. A., Trzeciakowski, J., Dangott, L., Trache, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+effect+on+RhoA+signaling+modulation+in+vascular+smooth+muscle+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix effect on RhoA signaling modulation in vascular smooth muscle cells.</a> Exp. Cell Res. 316, 2833-2848 (2010).</li>
</ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

יש שיטת כניסת AFM יתרונות לאפיין תכונות מכאניות של תאי חיים. אם כי פחות רגיש מאשר cytometry המגנטית הפיתול ופינצטה אופטית, שיכול למדוד את הכוחות ברמת piconewton 32, AFM יכול לזהות כוח התנגדות מדוגמאות הנעות בין עשרות Pico-ניוטון למאות ננו ניוטון, דומות לטווח של כוח ש יכול להיות מיושם על תאים באמצעות micropipette 19. מגוון זה של כוח מתאים לצרכים ליצור עיוותים מדידים בכל סוגי תאים 19. הרזולוציה מרחבית הגבוהה הופכת אותו ניתן לאפיין ברמת submicron את h...

תכונות מכאניות, במיוחד נוקשות, של תאים בודדים ומטריצות תאי המקיפות (ECM) הן קריטיות לתהליכים ביולוגיים רבים, כולל צמיחת תאים, תנועתיות, חלוקה, התמיינות, והומאוסטזיס רקמות. 1 זה כבר הוכיח כי נוקשות מכאני תא נקבעת בעיקר על ידי cytoskeleton, במיוחד את הרשתות של אקטין וסיבי ביניים וחלבונים אחרים הקשורים בהם. 2 תוצאות של בדיקות מכאניות ברשתות במבחנה של אקטין וסיבי ביניים מראות כי את המכניקה של התאים תלויה במידה רבה את מבנה cytoskeletal והמתח טרום ב שלד התא. 3-5 נוקשות של תאי חיים אז הוא נחשב למדד כדי להעריך את מבנה cytoskeletal 6, 7 פעילות שרירן ורב תהליכים תאיים אחרים. יותר מכך, שינויים בתכונות מכאניות של תאים מצויים גם לעתים קרובות להיות associ מקרובated עם תנאי מחלה שונים, כגון היווצרות גרורה סרטניים 8-10 ניטור הנוקשות מכאנית של תאי חיים ולכן יכולות לספק דרך חדשנית לניטור פיזיולוגיה תא;. לזהות ולאבחן מחלות 8;. וכדי להעריך את היעילות של טיפולים תרופתיים 11 , 12 שיטות מרובות, כולל microrheology חלקיק מעקב, 13-16 cytometry פיתול מגנטית, 17 שאיפת micropipette 18,19 וmicroindentation 20-22 פותחו כדי למדוד את האלסטיות של תאים. microrheology מעקב אחר החלקיקים משרטטת את תנודות התרמיות של חלקיקים או ניאון submicron הזריקו לתוך תאים או סמני fiducial בתוך שלד תא התא. 23 תכונות אלסטיות וצמיגות של תאים מחושבות מהתקות החלקיקים נמדדו באמצעות משפט תנודות-פיזור. 14,23 שיטה זו מאפשרת מדידות בו זמניות של מקומיתכונות מכאניות עם רזולוציה מרחבית גבוהה במקומות שונים בתא. עם זאת, הזרקת חלקיקי ניאון לתאים עלולה לגרום לשינויים בתפקוד תא, מבנה שלד תא, ומכאן מכניקה הסלולרי. שיטת שאיפת micropipette חלה לחץ שלילי בmicropipette בקוטר הנע בין 1 ל -5 מיקרומטר למצוץ חתיכה קטנה של קרום תא לתוך פיפטה. תא נוקשות מחושבת מהלחץ השלילי מיושם ועיוות קרום תא. -18 שיטה זו, עם זאת, אינו יכולה לזהות את ההתפלגות הטרוגנית של נוקשות על פני התא. cytometry פיתול המגנטית (MTC) חלה שדה מגנטי כדי ליצור מומנט בחרוזים פאראמגנטיים סופר מחובר לקרום התא. סלולרי 17 נוקשות נגזרה בשיטה זו ממערכת היחסים בין המומנט מיושם ועיוות הפיתול של קרום התא. זה קשה לשלוט על המיקום של חרוזים מגנטיים בשיטת MTC, וזה גם challenging לאפיין את העיוות מתפתלת עם רזולוציה גבוהה. Microindentation חל indenter עם גיאומטריה מוגדרת היטב לאגרוף לתוך התא. כוח indenting והכניסה וכתוצאה מכך תאים לעתים קרובות לעקוב חיזוי של מודל הרץ. moduli של יאנג של תאים ניתן לחשב את עקומות כוח ההזחה על ידי התאמתן למודל הרץ. שיטה זו כבר מיושמת באופן נרחב כדי לבחון את התכונות מכאניות של רקמות ותאים, למרות המגבלות שלה, כגון חוסר ודאות בקביעת קשר נקודה, תחולתו של מודל הרץ, ואת הפוטנציאל לפגיעה פיזית בתאים. בין התקנים רבים לmicroindentaion 20, מיקרוסקופ כוח האטומי (AFM) הוא זמין באופן מסחרי וכבר מיושם באופן נרחב לאפיון תכונות מכאניות של תאי חיים ורקמות 21,24-27. מסמך זה מדגים את ההליך של שימוש מקלט MFP3D-Bio AFM לאפיין מכניקה סלולרי. AFM לא עלly מספק טופוגרפיה ברזולוציה גבוהה של תאים, אלא גם כבר מיושם באופן נרחב כדי לאפיין את התכונות מכאניות של תאים ורקמות. העיקרון של כניסת AFM מודגם באיור 1. שלוחה AFM גישות תא מכמה מיקרומטרים הנ&quot;ל; יוצרת קשר עם התא; כניסות הסלולריים, כך שסטיית שלוחה מגיעה לנקודת סט שנבחרה מראש, ומתרחקת מהתא. במהלך תהליך זה סטיית שלוחה נרשמת כפונקציה של מיקומו, כפי שמוצגת באיור 1. לפני יצירת קשר עם התא, שלוחה נעה במדיום ללא כל סטייה נראית לעין. כאשר indenting בתא, מתכופפת שלוחה ועליות אותות הסטייה. את cantilevers הוא מודל כקורה אלסטיות, כך שהסטייה שלהם היא פרופורציונלית לכח המופעל על התא. על ידי הגדרת סטיית שלוחה המרבית, את הגודל המרבי של כוח המופעל על המדגם מוגבל, כדי למנוע דamage לתאים. החלק של עקומת כוח מהנקודה לנקודה B באיור 1 ג, שבו כניסות קצה לתוך התא, הוא מתאימים למודל הרץ כדי לחלץ את נוקשות התא. <img src="/files/ftp_upload/50497/50497fig1.jpg" alt="איור 1" fo:content-width="4.75in" fo:src="/files/ftp_upload/50497/50497fig1highres.jpg"/> איור 1. איור של microindentation ופרשנות של עקומת כוח AFM. הפנל העליון מראה את התנועה של שלוחה AFM מונעת על ידי סורק piezo. המיקום האנכי של שלוחה ושלוחת z סטיית האות D הוא רשם במהלך התהליך. שלוחה מתחילה מנקודה, כמה מיקרומטרים מעל לתא. בעת שהתקרב לתא, δ כניסת המדגם נשאר אפס עד שהוא מגיע לנקודה ב &#39;, שבו הקצה בא במגע עם התאים. הקואורדינטות של נקודת B בעלילה הן ערכים קריטייםלניתוח נתונים, מסומן על ידי (z 0, ד 0&gt;). מ-B ל-C, את כניסות שלוחה לתוך התא עד שסטיית שלוחה מגיעה לנקודה שנקבעה, אשר מוגדרת להיות היחס בין כוח המרבי indenting ממוקד ומעיין שלוחה המתמיד. ברגע שהאות מגיעה לסטייה מהערך המרבי המוגדר מראש, שלוחה לאחר מכן נסוג מתא לנקודת D, שבו לעתים קרובות להיות משך כלפי מטה בשל הידבקות קצה מדגם, מתנתקת מהתא וחוזר למיקומו הראשוני בדואר. הפנל הימני מדגים את הקשר בין הכניסה וz המוקלט ואות ד. בפנל השמאלי התחתון היא עלילה של עקומת נציג כוח, כניסה המרבית של שלוחה, שקבועות הקפיץ נמדדה להיות 0.07N / מ &#39;, מוגדר להיות 17 ננומטר, כך שהכח המרבי indenting להחיל מדגם הוא 1.2 NN. מקומות מפתח במהלך הכניסה מסומנים.

<table><tbody><tr><td>מחקר מקלט</td> <td>מיקרוסקופ כוח אטומי </td><td>MFP3D-BIO</td><td></td></tr></tbody></table>

מדידת התכונות המכאניות של תאי חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

Measuring the Mechanical Properties of Living Cells Using Atomic Force Microscopy

תכונות מכאניות של תאים ומטריצה ​​תאית (ECM) ממלאות תפקידים חשובים בתהליכים ביולוגיים רבים, כולל בידול בתאי גזע, היווצרות גידול, וריפוי פצעים. שינויים בקשיחות של תאים וECM הם לעתים קרובות סימנים של שינויים בפיזיולוגיה של תא או מחלות ברקמות. לפיכך, תא קשיחות היא מדד להערכת המצב של תרביות תאים. בין מספר רב של שיטות שיושמו על מנת למדוד את הנוקשות של תאים ורקמות, מיקרו כניסה באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מספקת דרך למדוד את הנוקשות של תאי חיים באופן מהימן. שיטה זו כבר מיושמת באופן נרחב כדי לאפיין את הנוקשות בקנה מידה מייקר עבור מגוון רחב של חומרים, החל ממשטחי מתכת לרקמות רכות ותאים ביולוגיים. העיקרון הבסיסי של שיטה זו הוא לכניסה לתא עם קצה AFM של גיאומטריה נבחרה ולמדוד את הכח המופעל מהכיפוף של שלוחה AFM. התאמת עקומת כוח הכניסה למצב הרץl לגיאומטרית הקצה המקביל יכול לתת מדידות כמותיות של חומר קשיח. מסמך זה מדגים את ההליך כדי לאפיין את הנוקשות של תאי חיים באמצעות AFM. צעדים מרכזיים, כולל תהליך של כיול AFM, רכישת כוח עקומה, וניתוח נתונים באמצעות שגרת MATLAB הם הפגינו. מגבלות של שיטה זו הם דנו גם.

איור 2a מציג שלוש עקומות כוח מייצגות שנלקחו מfibroblasts 3T3 תרבית על משטח פלסטיק, ג&#39;ל polyacrylamide של moduli 3,000 אבא של יאנג ו17,000 אבא, בהתאמה. לאחר זיהוי בזהירות את הנקודות המגע בעקומות, כוח indenting כפונקציה של עיוות תא הוא להתוות איור 2b. תחת כוח בסדר גודל קטן יותר מאשר 0.3 NN, פירמידת כניסות צורת קצה 3 מיקרומטר לתוך תא בתרבית על ג&#39;ל polyacrylamide kPa 3. בניגוד לכך, בכוח יותר מ 1.6 NN הוא נדרש לכניסת 500 ננומטרים לתוך התא גדל ע...

מסמך זה מדגים פרוטוקול כדי לאפיין את התכונות מכאניות של תאי חיים באמצעות microindentation באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM).

Mechanical  properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many  biological processes including stem cell differentiation, ...

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא למדוד את המודול האלסטי של תאים חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. דבר זה מושג תחילה על ידי ביצוע מדידות ספקטרוסקופיה של כוח ב-FM במיקומים שונים על התא. כשלב שני, כל עקומת כוח-מרחק מנותחת כדי לקבוע את הנקודה שבה קצה ה-FM יוצר מגע ראשוני עם התא.בשלב הבא, החל מנקודת המגע, נתוני ההחדרה של 200 עד 300 הננומטרים הראשונים מותאמים למודל ה-hertz. על מנת לחלץ את מודול האלסטיות, התוצאות מניבות מפה דו-ממדית של קשיחות התא המתקבלת באמצעות מצב מיפוי כוח (force mapping mode), שבו כל פיקסל מייצג עקומה בודדת של כוח מול מרחק. את הפרוצדורה תדגים גוئن תומס, סטודנטית לתואר מתקדם מהמעבדה שלי. כדי להתחיל בפרוצדורה זו, נקו את מחזיק הקנטילבר ב-70% ethanol והמתינו לייבושו.לאחר מכן, טען קנטילבר bru DNP 10 לתוך ה-AFM בהתאם להוראות היצרן. לאחר מכן, כייל את רגישות המנוף האופטי ההפוך. פרמטר זה מתאר את עוצמת התגובה של הפוטודיודה בוולטים לכל ננומטר של סטיית הקנטילבר.כדי לבצע זאת, טענו תחילה זכוכית נקייה על משטח הדגימה. התקינו ראש AFM וכווננו את קרן הלייזר והיישור בהתאם להוראות היצרן. לאחר היישור, הבאיאו את קצה ה-AFM למגע עם הזכוכית כאשר ה-P80 נסוג.כוונן מחדש את המראה עד לקריאה של מינוס שני וולט בפוטודיודה. לאחר מכן, בצע מדידת ספקטרוסקופיית כוח עם תגובת פוטודיודה מקסימלית או נקודת טריגר

measuring-mechanical-properties-living-cells-using-atomic-force

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מאמר זה נועד להדריך את הקורא בפעולה של כוח אטומי משולב אופטי מיקרוסקופ הדמיה לגירוי מכני של תאים חיים בתרבות. פרוטוקול צעד אחר צעד מוצג. נתונים נציג קבוצה שמראה תא חי בתגובה לגירוי מכני מוצג.

תגובת תא חי כדי גירוי מכני שנלמדה על ידי מיקרוסקופית כוח משולב אופטי אטומית

כאן, אנחנו מפרטים את הטכניקות ניסיוני המשמשים להערכת כוחות בליטה podosomes להחיל על סרט תואם, משלב הכנת הסרט לניתוח אוטומטי של תמונות הטופוגרפי.

בליטה מיקרוסקופ כוח: שיטה לכמת כוחות שפותחה על ידי בליטות תא

ב פרוטוקול זה, אנו מתארים שיטה micropipette ישירות להחיל כוח מבוקר את הגרעין בתא החי. Assay הזה מאפשר חקירת תכונות מכניות הגרעין בתא חי, חסיד.

בדיקה ישירה כוח למדידת מכני אינטגרציה בין הגרעין של שלד התא

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימוש בו זמנית של פורסטר תהודה אנרגיה מבוססת על העברת מתח חיישנים שימדדו עומס חלבון ושחזור פלורסצנטיות לאחר photobleaching למדוד דינמיקה חלבון המאפשר מדידת כוח רגיש דינמיקה חלבונים בתאים חיים.

מדידה של דינמיקה רגישים ל"כוח הפזורים חלבונים בתאים חיים באמצעות שילוב של טכניקות פלורסנט

אנו מציגים פרוטוקול לפונקציונליזציה של מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) התלויה מנופים עם תא T יחיד וחלקיק חרוז למחקרים אימונולוגיים. הליכים לחקור בודד זוג תא תא דנדריטי כריכה על ידי AFM ולפקח על התגובה התאית בזמן אמת של מקרופאגים לחלקיק אחיד אחד על ידי AFM עם הדמיה פלואורסצנטית מוצגים.

הפונקציונליזציה של מיקרוסקופ כוח אטומי מנופים עם תאים חד-טי או חלקיק יחיד לספקטרוסקופיית של כוח בודד אימונולוגיים

כאן, אנו מציגים מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), מופעל ככלי ננו ומיקרו לכניסה על תאים ורקמות. המכשיר מאפשר רכישת סימולטני של טופוגרפיה של פני השטח 3D של המדגם ואת התכונות המכאניות שלה, כולל קיר התא מודולוס של יאנג, כמו גם לחץ טורגור.

שימוש במיקרוסקופיה של כוח אטומי למדידת תכונות מכניות ולחץ טורגור של תאים צמחיים ורקמות צמחים

פרוטוקול זה נועד להפוך מדידות AFM לאוטומטיות על מאות תאים מיקרוביאליים. ראשית, מיקרואורגניזמים משותקים למיקרו-מבנים של חותמות PDMS ולאחר מכן מאלצים מדידות ספקטרוסקופיה להתבצע באופן אוטומטי על מאות תאים משותקים.

אוטומציה של מדידות מיקרוסקופ כוח ביו-אטומי על מאות תאי C. אלביקנס

להלן הפרוטוקול של טכניקת קונפוקל, המשלבת מיקרוסקופיה של כוח קונפוקלי ואטומי לפלטפורמת מכשיר יחיד. Conpokal מספק תא זהה, אותו אזור, ליד הדמיה קונפוקאלית בו זמנית אפיון מכני של דגימות ביולוגיות חיות.

ליד סריקת לייזר בו זמנית מיקרוסקופיה קונפוקל וכוח אטומי (Conpokal) על תאים חיים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקור את התכונות המכניות התאיות של תאי זברה עובריים מבודדים בכליאה תלת מימדית עם מדידת כוח ישירה על ידי מלכודת אופטית.

מדידות כוח ישירות של מכניקה תת-תאית בכליאה באמצעות פינצטה אופטית

מחקרים על ביומכניקה של דופן התא חיוניים להבנת גדילת צמחים ומורפוגנזה. הפרוטוקול הבא מוצע לחקור דפנות תאים ראשוניות דקות ברקמות הפנימיות של איברים צמחיים צעירים באמצעות מיקרוסקופיה של כוח אטומי.

אפיון תכונות מכניות של דופן התא הראשוני באיברים חיים בצמחים באמצעות מיקרוסקופיה של כוח אטומי

כימות שטח המגע והכוח המופעל על ידי קצה גשושית כוח אטומי (AFM) על משטח הדגימה מאפשר קביעת תכונות מכניות ננומטריות. נדונות שיטות עבודה מומלצות ליישום ננו-הזחה מבוססת AFM באוויר או בנוזל על דגימות רכות וקשות למדידת מודולוס אלסטי או תכונות ננו-מכניות אחרות.

מיקרוסקופ כוח אטומי ננו-הזחה מבוססת Cantilever: מדידות תכונות מכניות בקנה מידה ננומטרי באוויר ובנוזל

למד כיצד למדוד את המודול האלסטי של תאים חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. שיטת מיפוי הכוח מאפשרת יצירת מפת קשיחות דו-ממדית וניתוח מכני מדויק של תאים.

מדידת התכונות המכאניות של תאי חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

גלה סרטונים נוספים