Name: Flusso di lavoro sperimentale e di analisi dei dati per la nanoindentazione della materia soffice (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-01-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 4 s
Description: Impara la nanoindentazione di idrogel e cellule con un nanoindenter commerciale e software Python open-source. Questo metodo semplificato fornisce dati di spettroscopia di forza per studiare proprietà meccaniche in campioni sani e patologici.

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GC e MAGO riconoscono tutti i membri del CeMi. Gli Stati membri riconoscono il sostegno tramite una sovvenzione del programma EPSRC (EP/P001114/1).
GC: software (contributo allo sviluppo del software e degli algoritmi), analisi formale (analisi dei dati di nanoindentazione), validazione, Indagine (esperimenti di nanoindentazione su gel di poliacrilammide), data curation, scrittura (bozza originale, revisione e editing), visualizzazione (figure e grafici). MAGO: indagine (preparazione di gel e campioni di cellule, esperimenti di nanoindentazione su cellule), scrittura (bozza originale, revisione e modifica), visualizzazione (figure e grafici). NA: validazione, scrittura (revisione e modifica). IL: software (contributo allo sviluppo del software e degli algoritmi), validazione, scrittura (revisione e modifica); MV: concettualizzazione, software (progettazione e sviluppo di software e algoritmi originali), convalida, risorse, scrittura (bozza originale, revisione e modifica), supervisione, amministrazione del progetto, acquisizione di finanziamenti MSS: risorse, scrittura (revisione e modifica), supervisione, amministrazione del progetto, acquisizione di finanziamenti. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Questo protocollo mostra come acquisire in modo robusto i dati di nanoindentazione della spettroscopia di forza utilizzando un nanopenetratore a ghiera disponibile in commercio sia su idrogel che su singole cellule. Inoltre, vengono fornite istruzioni per l'uso di un software open-source programmato in Python comprendente un preciso flusso di lavoro per l'analisi dei dati di nanoindentazione.
Passaggi critici nel protocollo I seguenti passaggi sono stati identificati per es...

Il ruolo fondamentale della meccanica in biologia è oggi stabilito 1,2. Dai tessuti interi alle singole cellule, le proprietà meccaniche possono informare sullo stato fisiopatologico del biomateriale in esame 3,4. Ad esempio, il tessuto mammario affetto da cancro è più rigido del tessuto sano, un concetto che è alla base del popolare test di palpazione5. In particolare, è stato recentemente dimostrato che la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19) causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) è sottolineata da cambiamenti nelle proprietà meccaniche delle cellule del sangue, tra cui una diminuzione della deformabilità eritrocitaria e una diminuzione della rigidità dei linfociti e dei neutrofili rispetto alle cellule del sangue di individui naïve al SARS-CoV-26.
In generale, la meccanica delle cellule e dei tessuti è intrinsecamente intrecciata: ogni tessuto ha specifiche proprietà meccaniche che influenzano e dipendono simultaneamente da quelle delle cellule costituenti e della matrice extracellulare (ECM)5. Per questo motivo, le strategie per studiare la meccanica in biologia spesso coinvolgono substrati ingegneristici con stimoli meccanici fisiologicamente rilevanti per chiarire il comportamento cellulare in risposta a tali stimoli. Ad esempio, il lavoro seminale di Engler e colleghi ha dimostrato che l'impegno del lignaggio delle cellule staminali mesenchimali è controllato dall'elasticità della matrice, come studiato su idrogel di poliacrilammide bidimensionale (PAAm) morbidi e rigidi7.
Esistono molte strategie per caratterizzare meccanicamente il biomateriale in esame, che variano nella scala spaziale (cioè da locale a massa) e nella modalità di deformazione (ad esempio, assiale vs taglio), producendo di conseguenza informazioni diverse, che richiedono un'attenta interpretazione 3,8,9,10. La meccanica dei biomateriali morbidi è comunemente espressa in termini di rigidità. Tuttavia, la rigidità dipende sia dalle proprietà del materiale che dalla geometria, mentre i moduli elastici sono proprietà fondamentali di un materiale e sono indipendenti dalla geometria del materiale11. In quanto tali, diversi moduli elastici sono correlati alla rigidità di un dato campione e ciascun modulo elastico comprende la resistenza del materiale a una specifica modalità di deformazione (ad esempio, assiale vs taglio) in diverse condizioni al contorno (ad esempio, espansione libera vs confinamento)11,12. Gli esperimenti di nanoindentazione consentono la quantificazione delle proprietà meccaniche attraverso l'E che è associata alla deformazione uniassiale (indentazione) quando il biomateriale non è confinato lateralmente10,11,12.
Il metodo più popolare per quantificare E dei sistemi biologici su microscala è AFM13,14,15,16. AFM è uno strumento estremamente potente con risoluzione della forza fino al livello pN e risoluzione spaziale fino alla scala sub-nm. Inoltre, AFM offre un'estrema flessibilità in termini di accoppiamento con strumenti ottici e meccanici complementari, estendendo le sue capacità di estrarre una grande quantità di informazioni dal biomateriale in esame13. Queste caratteristiche interessanti, tuttavia, presentano una barriera all'ingresso rappresentata dalla complessità dell'assetto sperimentale. L'AFM richiede una formazione approfondita prima che gli utenti possano acquisire dati robusti e il suo uso per la caratterizzazione meccanica quotidiana dei materiali biologici è spesso ingiustificato, specialmente quando non sono richieste la sua forza unica e le risoluzioni spaziali.
Per questo motivo, una nuova classe di nanoindentatori ha recentemente guadagnato popolarità grazie alla loro facilità d'uso, pur offrendo dati comparabili con AFM con risoluzione di forza sub-nN e risoluzione spaziale μm, riflettendo le forze esercitate e percepite dalle cellule su scale di lunghezza rilevanti2. In particolare, i dispositivi di nanoindentazione con ghiera basati sulla tecnologia di rilevamento delle fibre ottiche17,18 hanno guadagnato popolarità tra i ricercatori attivi nel campo della meccanobiologia e non solo; e sono stati pubblicati numerosi lavori che riportano le proprietà meccaniche dei biomateriali che utilizzano questi dispositivi, tra cui le cellule19,20, gli idrogel8,21 e i tessuti22,23. Nonostante la capacità di questi sistemi di sondare le proprietà meccaniche dinamiche locali (cioè il modulo di stoccaggio e perdita), gli esperimenti quasi-statici che producono E rimangono la scelta più popolare 8,19,20,21. In breve, gli esperimenti di nanoindentazione quasi-statica consistono nell'indentare il campione con una velocità costante fino a un set-point definito da uno spostamento massimo, forza o profondità di indentazione e registrare sia la forza che la posizione verticale del cantilever nelle cosiddette curve forza-distanza (F-z). Le curve F-z vengono quindi convertite in curve di indentazione della forza (F-δ) attraverso l'identificazione del punto di contatto (CP) e dotate di un modello di meccanica di contatto appropriato (di solito il modello Hertz13) per calcolare E.
Mentre il funzionamento dei nanopenetratori con ghiera assomiglia alle misurazioni AFM, ci sono specificità che vale la pena considerare. In questo lavoro, viene fornita una guida passo-passo per acquisire in modo robusto curve F-z da cellule e idrogel che imitano i tessuti utilizzando un nanopenetratore a ghiera disponibile in commercio, al fine di incoraggiare la standardizzazione delle procedure sperimentali tra gruppi di ricerca che utilizzano questo e altri dispositivi simili. Inoltre, vengono forniti consigli su come preparare al meglio campioni e cellule di idrogel per eseguire esperimenti di nanoindentazione, insieme a suggerimenti per la risoluzione dei problemi lungo il percorso sperimentale.
Inoltre, gran parte della variabilità nei risultati della nanoindentazione (cioè E e la sua distribuzione) dipende dalla procedura specifica utilizzata per analizzare i dati, che non è banale. Per risolvere questo problema, vengono fornite istruzioni per l'uso di un software open source di nuova concezione programmato in Python e dotato di un'interfaccia utente grafica (GUI) di facile utilizzo per l'analisi batch delle curve F-z . Il software consente uno screening rapido dei dati, il filtraggio dei dati, il calcolo del CP attraverso diverse procedure numeriche, il calcolo convenzionale di E, nonché un'analisi più avanzata chiamata spettri di elasticità24, che consente di stimare il modulo di Young della massa della cellula, il modulo di Young della corteccia di actina e lo spessore della corteccia di actina. Il software può essere scaricato liberamente da GitHub e può essere facilmente adattato per analizzare i dati provenienti da altri sistemi aggiungendo un parser di dati appropriato. Si sottolinea che questo protocollo può essere utilizzato per altri dispositivi di nanoindentazione con ghiera e altri dispositivi di nanoindentazione in generale, a condizione che alcuni passaggi siano adattati in base alle linee guida dello strumento specifico. Il protocollo è schematicamente riassunto nella Figura 1.

<table><tbody><tr><td>Vetrini coprioggetti da 12 mm</td><td>VWR</td><td>631-1577P</td><td></td></tr><tr><td>Piastre di coltura trattate con cellule da 35 mm</td><td>Greiner CELLSTAR</td><td>627160</td><td></td></tr><tr><td>Acrilammide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4058</td><td></td></tr><tr><td>Acrilsilano</td><td>Alfa Aesar</td><td>L16400</td><td></td></tr><tr><td>Persolfato di ammonio</td><td>Merk</td><td>7727-54-0</td><td></td></tr><tr><td>Bisacrilammide</td><td>Merk</td><td>110-26-9</td><td></td></tr><tr><td>Chiaro nanoindenter</td><td>Optics 11 Life</td><td></td><td>&nbsp; nessun numero di catalogo</td></tr><tr><td>Etanolo</td><td></td><td></td><td>generale</td></tr><tr><td>Siero fetale bovino</td><td>Gibco</td><td>16140071</td><td></td></tr><tr><td>DMEM ad alto glucosio</td><td>Gibco</td><td>11995065</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanolo</td><td></td><td></td><td>generale</td></tr><tr><td>Kimwipe</td><td>Kimberly Clark</td><td>21905-026</td><td></td></tr><tr><td>Vetrini per microscopio</td><td>VWR</td><td>631-1550P</td><td></td></tr><tr><td>Sistema MilliQ</td><td>Merk Millipore</td><td>ZR0Q008WW</td><td></td></tr><tr><td>OP1550 Interferometro</td><td>Ottica11 Vita</td><td></td><td>senza numero di catalogo</td></tr><tr><td>Ottica 11 Sonda di vita (k = 0,02-0,005 N/m, R = 3-3,5 um)</td><td>Ottica 11 Vita</td><td></td><td>senza numero di catalogo</td></tr><tr><td>Ottica 11 Sonda di vita (k = 0,46-0,5 N/m, R = 50-55 um)</td><td>Ottica 11 Vita</td><td></td><td>senza numero di catalogo</td></tr><tr><td>Penicillina/Streptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140122</td><td></td></tr><tr><td>RainX repellente alla pioggia</td><td>RainX</td><td>26012</td><td></td></tr><tr><td>Piastre di Petri standard (90 mm)</td><td>Thermo Scientific</td><td>101RTIRR</td><td></td></tr><tr><td>Tetrametiletilendiammina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>110-18-9</td><td></td></tr><tr><td>Essiccatore sottovuoto</td><td>Thermo Scientific</td><td>531-0250</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software di acquisizione dati (v 3.4.1)</td><td>Optics 11 Life</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GitHub Desktop (opzionale)</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Python 3</td><td>Python Foundation</td><td></td><td></td>Visual</tr><tr><td>Studio Code (opzionale)</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

flusso di lavoro sperimentale e di analisi dei dati per la nanoindentazione della materia soffice

Experimental and Data Analysis Workflow for Soft Matter Nanoindentation

La nanoindentazione si riferisce a una classe di tecniche sperimentali in cui una sonda di forza micrometrica viene utilizzata per quantificare le proprietà meccaniche locali di biomateriali morbidi e cellule. Questo approccio ha acquisito un ruolo centrale nei campi della meccanobiologia, della progettazione di biomateriali e dell'ingegneria tissutale, per ottenere una corretta caratterizzazione meccanica di materiali morbidi con una risoluzione paragonabile alla dimensione delle singole cellule (μm). La strategia più popolare per acquisire tali dati sperimentali è quella di impiegare un microscopio a forza atomica (AFM); mentre questo strumento offre una risoluzione senza precedenti in forza (fino a pN) e spazio (sub-nm), la sua usabilità è spesso limitata dalla sua complessità che impedisce misure di routine di indicatori integrali di proprietà meccaniche, come il modulo di Young (E). Una nuova generazione di nanoindentatori, come quelli basati sulla tecnologia di rilevamento delle fibre ottiche, ha recentemente guadagnato popolarità per la sua facilità di integrazione mentre consente di applicare forze sub-nN con risoluzione spaziale μm, quindi è adatto a sondare le proprietà meccaniche locali di idrogel e celle.
In questo protocollo, viene presentata una guida passo-passo che descrive in dettaglio la procedura sperimentale per acquisire dati di nanoindentazione su idrogel e cellule utilizzando un nanopenetratore di rilevamento in fibra ottica disponibile in commercio. Mentre alcuni passaggi sono specifici per lo strumento utilizzato nel presente documento, il protocollo proposto può essere preso come guida per altri dispositivi di nanoindentazione, a condizione che alcuni passaggi siano adattati secondo le linee guida del produttore. Inoltre, viene presentato un nuovo software Python open-source dotato di un'interfaccia utente grafica user-friendly per l'analisi dei dati di nanoindentazione, che consente lo screening di curve acquisite in modo errato, il filtraggio dei dati, il calcolo del punto di contatto attraverso diverse procedure numeriche, il calcolo convenzionale di E, nonché un'analisi più avanzata particolarmente adatta per i dati di nanoindentazione a singola cellula.

Seguendo il protocollo, si ottiene una serie di curve F-z . Il set di dati conterrà molto probabilmente curve valide e curve da scartare prima di continuare con l'analisi. In generale, le curve devono essere scartate se la loro forma è diversa da quella mostrata nella Figura 4A. La Figura 5AI mostra un set di dati di ~100 curve ottenute su un idrogel PAAm morbido di E 0,8 KPa35 previsto caricato nella GUI di NanoPrepared...

Il protocollo presenta un flusso di lavoro completo per esperimenti di nanoindentazione di materiali morbidi, inclusi idrogel e cellule. In primo luogo, i passaggi sperimentali per acquisire i dati della spettroscopia di forza sono dettagliati; quindi, l'analisi di tali dati è dettagliata attraverso un software Python open source di nuova concezione, che può essere scaricato gratuitamente da GitHub.

Flusso di lavoro sperimentale e di analisi dei dati per la nanoindentazione della materia soffice

Nanoindentation refers to a class of experimental techniques where a micrometric force probe is used to quantify the local mechanical properties of soft ...

Questo protocollo mostra una guida passo-passo per misurare la rigidità di idrogel e cellule utilizzando un nanopenetratore disponibile in commercio e presenta anche un software open source per analizzare in modo riproducibile i dati acquisiti. Il protocollo ci consente di ottenere dati simili alla microscopia a forza atomica, tuttavia, a una frazione della complessità. Quindi questo protocollo sarà utile per gli scienziati interessati a studiare le proprietà meccaniche di campioni sani e malati, ma crediamo anche che sarà di più ampia applicabilità nel contesto della nanoindentazione per materiali morbidi.Dopo aver acceso lo strumento e montato la sonda selezionata per l'esperimento, iniziare a calibrare la sonda. Fare clic su Inizializza nella finestra principale del software. Nel menu di calibrazione visualizzato, immettere i dettagli della sonda nelle caselle di input.Quindi, riempire una spessa capsula di Petri di vetro con un fondo piatto con lo stesso mezzo del piatto campione e abbinare la temperatura del mezzo con quella del campione. Quindi, posizionare il piatto di calibrazione sotto la sonda. Per la calibrazione in liquido, pre-bagnare la sonda con una goccia di etanolo o isopropanolo al 70% con l'estremità della pipetta a contatto leggero con la ghiera di vetro, in modo tale che la goccia scivoli sul cantilever e sulla punta sferica.Quindi, far scorrere manualmente il braccio del nanopenetratore verso il basso fino a quando la sonda è completamente sommersa ma ancora lontana dal fondo della capsula di Petri. Attendere cinque minuti per consentire il raggiungimento delle condizioni di equilibrio nel liquido. Successivamente, nel menu Inizializza del software, fare clic su Scan Wavelength.Lo schermo dell'interferometro mostrerà una barra di avanzamento. Verificare se la scansione ottica ha avuto esito positivo accedendo al pannello Scansione lunghezza d'onda sulla casella dell'interferometro. Quindi, nel menu Inizializza, fare clic su Trova superficie per abbassare progressivamente la sonda.La sonda smette di muoversi quando entra in contatto con la capsula di Petri di vetro. Una volta che la sonda è a contatto con la superficie, spostare la sonda verso il basso di un micrometro utilizzando il pulsante freccia y verso il basso nella finestra principale del software. Osservare il segnale verde nella finestra live per i cambiamenti nella linea di base con ogni passo di un micrometro.Quindi, fare clic su Calibra dal menu Inizializza. Al termine della calibrazione, controllare i fattori di calibrazione vecchi e nuovi nella finestra popup visualizzata. Se il nuovo fattore di calibrazione è nell'intervallo corretto, come spiegato nel manoscritto, fare clic su Usa nuovo fattore.Quindi, spostati verso l'alto del piezo di 500 micrometri. Quindi, verificare se il cerchio di demodulazione è stato calibrato correttamente accedendo alla scheda Demodulazione sul desktop dell'interferometro. Picchiettare delicatamente sul tavolo ottico o sul nanopenetratore per indurre abbastanza rumore.Un cerchio bianco di punti dati discreti dovrebbe coprire approssimativamente il cerchio rosso. Caricare la capsula di Petri contenente il campione sullo stadio del microscopio e spostare manualmente la sonda del nanopenetratore nella posizione desiderata sopra il campione. Far scorrere la sonda in soluzione, avendo cura di lasciare da uno a due millimetri tra la sonda e la superficie del campione.Attendere cinque minuti affinché la sonda si bilanci in soluzione. Concentrarsi sulla sonda con il microscopio ottico. Per misurare il modulo di materiali morbidi di Young, fare clic su Configura esperimento.Aggiungete un passo Trova superficie e un singolo rientro nel controllo dello spostamento per determinare i parametri sperimentali da utilizzare successivamente per la scansione automatica della matrice. Se il singolo rientro ha esito positivo, configurare una scansione a matrice contenente da 50 a 100 punti distanziati da 10 a 100 micrometri. Dopo aver verificato che la casella Trova automaticamente superficie sia selezionata, fare clic su Usa posizione stage per avviare la scansione della matrice dalla posizione dello stage corrente.Impostare il profilo di scansione della matrice nel controllo dello spostamento. Lasciate il numero di segmenti a cinque e utilizzate il profilo di spostamento di default. Se necessario, modificare il profilo di spostamento e il tempo per ciascun segmento inclinato.Non superare velocità di deformazione superiori a 10 micrometri al secondo. Salvare l'esperimento configurato nel percorso dell'esperimento desiderato. Fai clic su Esegui esperimento e attendi che sia completato.Una volta acquisiti tutti i dati, pulire la sonda e spegnere lo strumento come descritto nel testo. Per lo screening delle curve di forza-spostamento e la produzione di set di dati puliti in formato JSON, preparare il lancio. py dalla riga di comando sul computer lab.Selezionare il formato dati Optics11 dall'elenco a discesa. Se i dati non vengono caricati correttamente, riavviare l'interfaccia utente grafica e selezionare Optics11 Old. Quindi, fai clic su Carica cartella e seleziona una cartella contenente i dati da analizzare.Pulire il set di dati utilizzando le schede presenti sulla destra dell'interfaccia utente grafica. Quindi, fai clic su Salva JSON e inserisci un nome appropriato per il set di dati pulito. Inviare il file JSON al computer in cui è stato installato il software NanoAnalysis, se diverso dal computer corrente.Avvia il nano. py dalla riga di comando. In alto a sinistra dell'interfaccia utente grafica, fai clic su Load Experiment e seleziona il file JSON.Questo popolerà l'elenco dei file e il grafico delle curve grezze che mostra il set di dati in termini di curve di forza-spostamento. Nella casella Statistiche selezionare i valori dei tre parametri, N attivato, N non riuscito e N escluso. Per visualizzare una curva specifica in modo più dettagliato, fare clic sulla curva.Questo lo evidenzierà in verde e lo mostrerà sul grafico della curva corrente. Una volta selezionata una singola curva, i parametri R e k verranno popolati nella casella Statistiche. Una volta che il set di dati è stato ulteriormente pulito, filtrare qualsiasi rumore nelle curve utilizzando i filtri implementati nella casella Filtro.Quindi, esaminate le curve filtrate nel grafico della curva corrente. La curva filtrata è in nero, mentre la versione non filtrata è verde. Per trovare il punto di contatto, dalla casella Punto di contatto, scegliere una di una serie di procedure numeriche che sono state implementate nel software.Regolare i parametri dell'algoritmo in base al set di dati in modo che il punto di contatto sia posizionato correttamente, come spiegato nel manoscritto. Per visualizzare dove è stato trovato il punto di contatto su una singola curva, selezionare la curva facendo clic su di essa. Quindi, fare clic su Ispeziona.Controlla la finestra popup visualizzata per identificare dove si trova il punto di contatto. Quindi, fai clic su Analisi Hertz. Questo genererà tre grafici.Controllare i dati di rientro della forza per ogni curva nel set di dati, insieme all'adattamento medio di Hertz mostrato in rosso. Quindi, controlla la curva di rientro della forza media con una banda di errore che mostra una deviazione standard, insieme all'adattamento medio di Hertz mostrato in rosso. Quindi, controlla il grafico a dispersione del modulo di Young originato dall'adattamento del modello di Hertz a ogni singola curva.Ispezionare la casella Risultati per il modulo di Young medio calcolato e la sua deviazione standard e assicurarsi che siano ragionevoli per l'esperimento dato. Quindi, nella casella Salva, fai clic su Hertz. Nella finestra popup, inserisci il nome e la directory del file e fai clic su Salva.Verrà creato un file tsv. Apri il file tsv in qualsiasi software aggiuntivo per l'analisi statistica e l'ulteriore tracciatura. Per i dati di nanoindentazione cellulare, fare clic su Analisi spettri di elasticità.Ispezionare i due grafici prodotti, vale a dire il modulo di Young in funzione della profondità di indentazione per ogni curva e il modulo medio di Young in funzione dell'indentazione montato da un modello a doppio strato. Una volta terminata l'analisi, fare clic su ES nella casella Salva. Questo esporterà un file tsv nella directory specificata, che può essere aperto e tracciato in qualsiasi altro software di scelta.Un esperimento di successo si traduce nel segmento di avvicinamento di una curva di spostamento della forza, con una linea di base chiara e piatta, una regione di transizione e una regione inclinata. Le curve che mostrano alterazioni da questa forma vengono facilmente rimosse dal set di dati utilizzando NanoPrepare. Qui sono mostrate le curve medie di forza-indentazione insieme al modello Hertz medio per un idrogel di poliacrilammide morbido e un idrogel rigido.Tracciando i singoli valori del modulo di Young, è stato recuperato il modulo medio di Young atteso per entrambi gli idrogel. Per gli esperimenti di nanoindentazione cellulare, la curva media forza-indentazione e il corrispondente modello di Hertz medio dimostrano che il modello di Hertz non cattura completamente l'evoluzione della forza con l'aumentare della profondità di indentazione per gli esperimenti di nanoindentazione cellulare. Gli spettri di elasticità media adattati fino a una rientranza di 200 nanometri sono qui dimostrati.Gli spettri di elasticità media iniziano ad aumentare ad una profondità di indentazione di 200 nanometri, indicando il contributo di un substrato al modulo di Young apparente sondato. Per questo motivo, 200 nanometri è stato scelto come gamma di adattamento sia per il modello Hertz che per il modello a doppio strato. L'adattamento del modello a doppio strato consente di estrarre maggiori informazioni sullo stato meccanico della cellula, incluso lo spessore della corteccia di actina cellulare, il modulo della corteccia di actina cellulare e il modulo di massa cellulare, come spiegato nel testo principale.Un confronto diretto tra il modello di Hertz e l'approccio degli spettri di elasticità in termini di distribuzione del modulo di Young rivela distribuzioni sovrapposte con mezzi comparabili, dimostrando la fattibilità dell'approccio degli spettri di elasticità. Individuare con precisione il punto di contatto e mantenere i parametri dell'algoritmo scelti coerenti tra i set di dati che si desidera confrontare è fondamentale per ottenere confronti affidabili tra i campioni. Il metodo è di applicabilità generale per quantificare le proprietà elastiche locali di campioni biologici, inclusi sferoidi, organoidi, tessuti e in generale tutta la materia soffice.

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