Amplitude-gemoduleerde elektrodeformatie om mechanische vermoeidheid van biologische cellen te evalueren
October 13th, 2023
Hier wordt een protocol gepresenteerd voor mechanische vermoeidheidstests in het geval van menselijke rode bloedcellen met behulp van een amplitude-gemoduleerde elektrodeformatiebenadering. Deze algemene benadering kan worden gebruikt om de systematische veranderingen in morfologische en biomechanische kenmerken van biologische cellen in een suspensie van cyclische vervorming te meten.
Ons onderzoek is gericht op de studie van de celbiomechanica van circulerende cellen, zoals menselijke rode bloedcellen. We maken gebruik van elektrokinetiek, microfluïdica en materiaalkunde om de mechanische oorsprong van schade aan celmembranen te begrijpen, evenals de mechanismen die ten grondslag liggen aan de verkorte levensduur van bloedcellen bij bepaalde ziekten. Vermoeidheidsstudie van biologische cellen is een uitdaging.
Het vraagt om het toepassen van cyclische belastingen op celmembranen en het volgen van de vervorming in individuele cellen. Met behulp van de amplitudebladsleutel voor ASK om het elektrodevervormingsgedrag van rode bloedcellen te moduleren, konden we kwantificeren hoe de vervormbaarheid van cellen verandert, afgestemd op de laadcycli. We hebben voor het eerst aangetoond dat de membranen van rode bloedcellen kunnen worden afgebroken door alleen cyclisch uitrekken.
Ons protocol maakt gebruik van dielektroforese om cellen naar de elektroderanden te verplaatsen voor het meten van elektrodevervorming. Het vereist geen stabilisatietechniek en kan direct worden gebruikt voor celsuspensie. Met behulp van interdigitated micro-elektroden kunnen we tientallen cellen in één gezichtsveld meten.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor mechanische vermoeidheidstesten van menselijke rode bloedcellen met behulp van een amplitude-gemoduleerde elektrodeformatie-aanpak. Deze methode maakt het mogelijk om veranderingen in de morfologische en biomechanische kenmerken van cellen onder cyclische vervorming te meten.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Celbiomechanica
- Elektrokinetica
- Microfluidica
Achtergrond
- Begrip van de mechanische oorsprong van schade in celmembranen.
- Onderzoek naar de mechanismen achter de verkortte levensduur van bloedcellen bij ziekten.
- Uitdagingen bij het bestuderen van vermoeidheid in biologische cellen.
- Belang van het volgen van vervorming in individuele cellen onder cyclische belasting.
Doel van het onderzoek
- Om veranderingen in celdeformabiliteit tijdens cyclische belasting te kwantificeren.
- Om de effecten van cyclische rek op rode bloedcelmembranen te demonstreren.
- Om de kennis van rode bloedcelbiomechanica te bevorderen.
Gebruikte methoden
- Toepassing van cyclische belastingen op celmembranen.
- Volgen van vervorming in individuele rode bloedcellen.
- Gebruik van amplitude-shift keying (ASK) om elektrodeformatiegedrag te moduleren.
- Kwantificeren van veranderingen in deformabiliteit gealigneerd met belastingscycli.
Belangrijkste resultaten
- Rode bloedcelmembranen kunnen worden afgebroken door cyclische rek alleen.
- Kwantitatieve gegevens over veranderingen in celdeformabiliteit werden verkregen.
- Inzichten in de mechanische eigenschappen van circulerende cellen werden geboden.
- De haalbaarheid van de amplitude-gemoduleerde elektrodeformatie-aanpak werd aangetoond.
Conclusies
- De studie verbetert het begrip van rode bloedcelbiomechanica.
- Het biedt een nieuwe methode voor het beoordelen van de integriteit van celmembranen.
- Toekomstig onderzoek kan op deze bevindingen voortbouwen om gerelateerde ziekten te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:28
Preparation of Dielectrophoresis Medium and Electrodeformation Prime Medium
2:31
Preparation of the Microfluidic Device for Electrodeformation of RBCs
6:07
Preparation of Human RBC Suspension for Electrodeformation Experiment
7:23
Preparing the Electrodeformation Setup and Performing Fatigue Testing on Human RBC
