原子間力顕微鏡を用いたマウス脳組織の機械的特性の評価

生体接着剤でコーティングされた皿を、固定化されたマウスの脳スライスを予熱培地に取ります。

熱した原子間力顕微鏡またはAFMステージに置いて、生理学的状態を維持します。

AFMヘッド上に配置されたAFMカンチレバーの球状ビードに培地を一滴塗布します。

次に、AFMヘッドの位置を変更し、培地に沈

レーザービームをカンチレバーに合わせ、フォトダイオードを使用してカンチレバーのたわみを追跡します。

AFMプローブが脳組織表面に接触するまで下げます。

クリープコンプライアンス測定の場合は、一定の力を加えるようにAFMプローブをプログラムします。

この力により、カンチレバーが曲がる間に組織が変形します。レーザーはカンチレバー

曲げを検出し、組織の剛性を測定します。

力緩和測定では、組織を一定の深さまでくぼませ、維持します。

レーザーはカンチレバーの曲げを追跡して組織の抵抗と時間の経過に伴う緩和を測定し、組織の機械的特性を正確に評価できるようにします。

公称スプリング定数が0.03ニュートン/メートル、直径20マイクロメートルのホウケイ酸ビーズを持つAFMプローブをプローブホルダーに慎重にロードします。ペトリ皿に取り付けられた脳スライスを、摂氏37度に予熱されたAFMステージマウントヒーターに置きます。

次に、予熱した培地を約2ミリリットル加えます。

次に、AFMプローブに培地を一滴慎重に加え、脳スライスを取り巻く媒体に下げたときに表面張力による破損を防ぎます。次に、AFMヘッドをステージ上に再配置します。そして、媒体に沈むまで頭を下げ始めます。

光学顕微鏡を使用して、関心領域が校正されたAFMプローブの下に来るようにステージを動かします。次に、AFMプローブを下げて組織の表面に接触させます。クリープコンプライアンス実験を行うには、ソフトウェアのファンクションエディタで加えられた力関数を構築します。

この関数は、0.1秒間の0.05ナノニュートンへのランプで構成され、20秒間保持され、その後、1秒間0ナノニュートンまでのランプダウンが続きます。ソフトウェアは、加えられた力の機能中に組織へのAFMプローブのくぼみにデータを記録します。クリープコンプライアンス実験を実行した後、ソフトウェアで適用されたくぼみ関数を作成して力緩和実験を行います。この機能は、AFMプローブが組織にくぼむときにAFMプローブが受ける力に関するデータをソフトウェアが収集している間に実行します。