Name: Mechano-Node-Pore Sensing: szybka, niewymagająca oznaczeń platforma do wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych pojedynczych komórek (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-02T14:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 49 s
Description: Poznaj metodę mechano-NPS do szybkiego pomiaru lepkosprężystości pojedynczych komórek bez oznaczeń. Platforma mikrofluidyczna umożliwia nieinwazyjną analizę z przepustowością do 10 komórek na sekundę.

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

To badanie było wspierane przez granty z NIBIB 1R01EB024989-01 i NCI 1R01CA190843-01. A. L. i R. R. byli wspierani przez stypendium H2H8 Association Graduate Research Fellowship. K. L. C. było wspierane przez National Science Foundation Graduate Research Fellowship oraz Siebel Scholar Fellowship.

<ol><li>Pegoraro, A. F., Janmey, P., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+the+cytoskeleton+and+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Perspectives+in+Biology%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of the cytoskeleton and cells.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 9 (11), 022038(2017).</li>
<li>Kim, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+cellular+mechanical+phenotypes+with+mechano-node-pore+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Microsystems+%26+Nanoengineering%22%5BJournal%5D)">Characterizing cellular mechanical phenotypes with mechano-node-pore sensing.</a> Microsystems & Nanoengineering. 4, 17091(2018).</li>
<li>Mierke, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bidirectional+mechanical+response+between+cells+and+their+microenvironment%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physics%22%5BJournal%5D)">Bidirectional mechanical response between cells and their microenvironment.</a> Frontiers in Physics. 9, 619(2021).</li>
<li>Kumar, S., Weaver, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanics%2C+malignancy%2C+and+metastasis%3A+The+force+journey+of+a+tumor+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+and+Metastasis+Reviews%22%5BJournal%5D)">Mechanics, malignancy, and metastasis: The force journey of a tumor cell.</a> Cancer and Metastasis Reviews. 28 (1), 113-127 (2009).</li>
<li>Nia, H. T., Munn, L. L., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+traits+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Physical traits of cancer.</a> Science. 370 (6516), (2020).</li>
<li>Fletcher, D. A., Mullins, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+mechanics+and+the+cytoskeleton%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cell mechanics and the cytoskeleton.</a> Nature. 463 (7280), 485-492 (2010).</li>
<li>Wirtz, D., Konstantopoulos, K., Searson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+physics+of+cancer%3A+The+role+of+physical+interactions+and+mechanical+forces+in+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cancer%22%5BJournal%5D)">The physics of cancer: The role of physical interactions and mechanical forces in metastasis.</a> Nature Reviews Cancer. 11 (7), 512-522 (2011).</li>
<li>Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+phenotyping+reveals+unique+biomechanical+responses+in+retinoic+acid-resistant+acute+promyelocytic+leukemia%5BTitle%5D)+AND+%22iScience%22%5BJournal%5D)">Mechanical phenotyping reveals unique biomechanical responses in retinoic acid-resistant acute promyelocytic leukemia.</a> iScience. 25 (2), 103772(2022).</li>
<li>Kozminsky, M., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+promise+of+single-cell+mechanophenotyping+for+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">The promise of single-cell mechanophenotyping for clinical applications.</a> Biomicrofluidics. 14 (3), 031301(2020).</li>
<li>Li, M., Dang, D., Liu, L., Xi, N., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscopy+in+characterizing+cell+mechanics+for+biomedical+applications%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Nanobioscience%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscopy in characterizing cell mechanics for biomedical applications: A review.</a> IEEE Transactions on Nanobioscience. 16 (6), 523-540 (2017).</li>
<li>Wottawah, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+rheology+of+biological+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Optical rheology of biological cells.</a> Physical Review Letters. 94 (9), 1-4 (2005).</li>
<li>Darling, E. M., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+assessment+of+cellular+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">High-throughput assessment of cellular mechanical properties.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 17 (1), 35-62 (2015).</li>
<li>Carey, T. R., Cotner, K. L., Li, B., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+label-free+microfluidic+methods+for+single-cell+analysis+and+sorting%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdisciplinary+Reviews%3A+Nanomedicine+and+Nanobiotechnology%22%5BJournal%5D)">Developments in label-free microfluidic methods for single-cell analysis and sorting.</a> Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 11 (1), 1529(2019).</li>
<li>Bagnall, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformability+of+tumor+cells+versus+blood+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Deformability of tumor cells versus blood cells.</a> Scientific Reports. 5, 18542(2015).</li>
<li>Byun, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+deformability+and+surface+friction+of+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Characterizing deformability and surface friction of cancer cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (19), 7580-7585 (2013).</li>
<li>Otto, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+deformability+cytometry%3A+On-the-fly+cell+mechanical+phenotyping%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Real-time deformability cytometry: On-the-fly cell mechanical phenotyping.</a> Nature Methods. 12 (3), 199-202 (2015).</li>
<li>Gossett, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrodynamic+stretching+of+single+cells+for+large+population+mechanical+phenotyping%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Hydrodynamic stretching of single cells for large population mechanical phenotyping.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (20), 7630-7635 (2012).</li>
<li>Guck, J., Chilvers, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanics+meets+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mechanics meets medicine.</a> Science Translational Medicine. 5 (212), 3-6 (2013).</li>
<li>Balakrishnan, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Node-pore+sensing%3A+A+robust%2C+high-dynamic+range+method+for+detecting+biological+species%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Node-pore sensing: A robust, high-dynamic range method for detecting biological species.</a> Lab on a Chip. 13 (7), 1302-1307 (2013).</li>
<li>Carbonaro, A., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+resistive-pulse+sensor+chip+for+multianalyte+immunoassays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A resistive-pulse sensor chip for multianalyte immunoassays.</a> Lab on a Chip. 5 (10), 1155-1160 (2005).</li>
<li>Saleh, O. A., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+detection+of+antibody-antigen+binding+using+an+on-chip+artificial+pore%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Direct detection of antibody-antigen binding using an on-chip artificial pore.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 100 (3), 820-824 (2003).</li>
<li>Saleh, O. A., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+artificial+nanopore+for+molecular+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">An artificial nanopore for molecular sensing.</a> Nano Letters. 3 (1), 37-38 (2003).</li>
<li>Saleh, O. A., Sohn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+sensing+of+nanoscale+colloids+using+a+microchip+Coulter+counter%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Quantitative sensing of nanoscale colloids using a microchip Coulter counter.</a> Review of Scientific Instruments. 72 (12), 4449-4451 (2001).</li>
<li>DeBlois, R. W., Bean, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Counting+and+sizing+of+submicron+particles+by+the+resistive+pulse+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Counting and sizing of submicron particles by the resistive pulse technique.</a> Review of Scientific Instruments. 41 (7), 909-916 (1970).</li>
<li>Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+sources+of+technical+variability+in+the+mechano-node-pore+sensing+pipeline+and+their+effect+on+the+reproducibility+of+single-cell+mechanical+phenotyping%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Evaluating sources of technical variability in the mechano-node-pore sensing pipeline and their effect on the reproducibility of single-cell mechanical phenotyping.</a> PLoS ONE. 16 (10), 0258982(2021).</li>
<li>Zhang, Z. M., Chen, S., Liang, Y. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Baseline+correction+using+adaptive+iteratively+reweighted+penalized+least+squares%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Baseline correction using adaptive iteratively reweighted penalized least squares.</a> Analyst. 135 (5), 1138-1146 (2010).</li>
<li>Alibert, C., Goud, B., Manneville, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+cancer+cells+really+softer+than+normal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+of+the+Cell%22%5BJournal%5D)">Are cancer cells really softer than normal cells.</a> Biology of the Cell. 109 (5), 167-189 (2017).</li>
<li>Fujiwara, I., Zweifel, M. E., Courtemanche, N., Pollard, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Latrunculin+A+accelerates+actin+filament+depolymerization+in+addition+to+sequestering+actin+monomers%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Latrunculin A accelerates actin filament depolymerization in addition to sequestering actin monomers.</a> Current Biology. 28 (19), 3183-3192 (2018).</li>
<li>Saleh, O. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22A+novel+resistive+pulse+sensor+for+biological+measurements%22">A novel resistive pulse sensor for biological measurements</a>. , Princeton University. Princeton. PhD Thesis (2003).</li>
<li>Dokukin, M. E., Guz, N. V., Sokolov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+study+of+the+elastic+modulus+of+loosely+attached+cells+in+AFM+indentation+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Quantitative study of the elastic modulus of loosely attached cells in AFM indentation experiments.</a> Biophysical Journal. 104 (10), 2123-2131 (2013).</li>
<li>Li, Q., et al. Probing the elasticity of breast cancer cells using AFM. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLi%2C+Q+%2213th+International+Conference+on+Biomedical+Engineering.+IFMBE+Proceedings%22">13th International Conference on Biomedical Engineering. IFMBE Proceedings</a>. Lim, C. T., Goh, J. C. H. 23, Springer. Berlin, Heidelberg. 2122-2125 (2009).</li>
<li>Rother, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscopy-based+microrheology+reveals+significant+differences+in+the+viscoelastic+response+between+malign+and+benign+cell+lines%5BTitle%5D)+AND+%22Open+Biology%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscopy-based microrheology reveals significant differences in the viscoelastic response between malign and benign cell lines.</a> Open Biology. 4 (5), 140046(2014).</li>
<li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AFM+indentation+study+of+breast+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+and+Biophysical+Research+Communications%22%5BJournal%5D)">AFM indentation study of breast cancer cells.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 374 (4), 609-613 (2008).</li>
<li>Xu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elasticity+measurement+of+breast+cancer+cells+by+atomic+force+microscopy.+Proc.+SPIE+9230%5BTitle%5D)+AND+%22Twelfth+International+Conference+on+Photonics+and+Imaging+in+Biology+and+Medicine.+%28PIBM+2014%29%22%5BJournal%5D)">Elasticity measurement of breast cancer cells by atomic force microscopy. Proc. SPIE 9230.</a> Twelfth International Conference on Photonics and Imaging in Biology and Medicine. (PIBM 2014). 92300, (2014).</li>
<li>Alcaraz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microrheology+of+human+lung+epithelial+cells+measured+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Microrheology of human lung epithelial cells measured by atomic force microscopy.</a> Biophysical Journal. 84 (3), 2071-2079 (2003).</li>
<li>Li, M., Dang, D., Liu, L., Xi, N., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscopy+in+characterizing+cell+mechanics+for+biomedical+applications%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Nanobioscience%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscopy in characterizing cell mechanics for biomedical applications: A review.</a> IEEE Transactions on Nanobioscience. 16 (6), 523-540 (2017).</li>
<li>Urbanska, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+microfluidic+methods+for+high-throughput+cell+deformability+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">A comparison of microfluidic methods for high-throughput cell deformability measurements.</a> Nature Methods. 17, 587-593 (2020).</li>
<li>Hill, R. T., Chilkoti, A. Surface Patterning. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHill%2C+RT+%22Biomaterials+Science%3A+An+Introduction+to+Materials%3A+Third+Edition%22">Biomaterials Science: An Introduction to Materials: Third Edition</a>. , Elsevier Academic Press. NY. 276-301 (2013).</li>
<li>Wang, Z., Volinsky, A. A., Gallant, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crosslinking+effect+on+polydimethylsiloxane+elastic+modulus+measured+by+custom-built+compression+instrument%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Crosslinking effect on polydimethylsiloxane elastic modulus measured by custom-built compression instrument.</a> Journal of Applied Polymer Science. 131 (22), 41050(2014).</li>
<li>Gibson, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hierarchical+structure+and+mechanics+of+plant+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Royal+Society+Interface%22%5BJournal%5D)">The hierarchical structure and mechanics of plant materials.</a> Journal of the Royal Society Interface. 9 (76), 2749-2766 (2012).</li>
<li>Stephens, A. D., Banigan, E. J., Adam, S. A., Goldman, R. D., Marko, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromatin+and+lamin+a+determine+two+different+mechanical+response+regimes+of+the+cell+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+of+the+Cell%22%5BJournal%5D)">Chromatin and lamin a determine two different mechanical response regimes of the cell nucleus.</a> Molecular Biology of the Cell. 28 (14), 1984-1996 (2017).</li>
<li>Rosenbluth, M. J., Lam, W. A., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+microscopy+of+nonadherent+cells%3A+A+comparison+of+leukemia+cell+deformability%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Force microscopy of nonadherent cells: A comparison of leukemia cell deformability.</a> Biophysical Journal. 90 (8), 2994-3003 (2006).</li>
<li>Evers, T. M. J., Holt, L. J., Alberti, S., Mashaghi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reciprocal+regulation+of+cellular+mechanics+and+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Reciprocal regulation of cellular mechanics and metabolism.</a> Nature Metabolism. 3 (4), 456-468 (2021).</li>
<li>Balakrishnan, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Node-pore+sensing+enables+label-free+surface-marker+profiling+of+single+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Node-pore sensing enables label-free surface-marker profiling of single cells.</a> Analytical Chemistry. 87 (5), 2988-2995 (2015).</li>
</ol>

L. L. S posiada amerykański patent nr 11,383,241: "Mechano-node-pore sensing", J. Kim, S. Han i L. L. Sohn, wydany 12 lipca 2022 r.

Pomiar właściwości mechanicznych pojedynczych komórek za pomocą tej techniki mechanofenotypowania składa się z trzech etapów: produkcji urządzenia, akwizycji danych i analizy danych. W ramach każdego etapu pojawiają się godne uwagi aspekty, które mogą znacząco wpłynąć na wyniki eksperymentu. Podczas produkcji urządzeń spójna geometria kanałów i jednorodność między urządzeniami mają zasadnicze znaczenie dla uzyskania dokładnych i powtarzalnych wyników. W szczególności ściany boczne każdego urządzenia powinny być względnie...

Pojedyncze komórki to dynamiczne, lepkosprężyste materiały1. Mnogość procesów wewnętrznych i zewnętrznych (np. początek mitozy lub przebudowa macierzy zewnątrzkomórkowej [ECM]) wpływa na ich strukturę i skład2,3,4, często skutkując odrębnymi właściwościami biofizycznymi, które uzupełniają ich obecny stan. W szczególności wykazano, że właściwości mechaniczne są ważnymi biomarkerami rozwoju komórkowego, fizjologii i patologii, dostarczając cennych informacji ilościowych, które mogą uzupełnić kanoniczne podejścia molekularne i genetyczne5,6,7. Na przykład Li i wsp. opisali niedawno mechaniczne różnice między opornymi na leki i reagującymi na leki komórkami ostrej białaczki promielocytowej, jednocześnie używając sekwencji RNA do odkrycia genów związanych z cytoszkieletem o zróżnicowanej ekspresji8. Dzięki zrozumieniu złożonych zależności między mechaniką pojedynczej komórki a funkcją komórki, mechanofenotytypowanie ma szersze zastosowanie w przekształcaniu nauk podstawowych i diagnostyki klinicznej9.
Najbardziej powszechnie stosowanym narzędziem do pomiaru mechaniki pojedynczej komórki jest mikroskopia sił atomowych (AFM). Chociaż AFM umożliwia zlokalizowany pomiar właściwości mechanicznych komórek w wysokiej rozdzielczości, pozostaje ograniczony do przepustowości <0,01 komórek/s10. Alternatywnie, napinacze optyczne, które wykorzystują dwie rozbieżne wiązki laserowe do wychwytywania i deformowania zawieszonych pojedynczych komórek11, są ograniczone do nieznacznie wyższych przepustowości <1 cell/s12. Ostatnie postępy w technologiach mikroprzepływowych umożliwiły stworzenie nowej generacji urządzeń do szybkiej, jednokomórkowej, mechanicznej oceny12,13. Techniki te wykorzystują wąskie kanały zwężające14,15, shear flow16, lub hydrodynamiczne rozciąganie17, aby szybko zdeformować komórki przy przepustowości 10-1,000 komórek/s18. Chociaż tempo pomiaru w tych metodach jest znacznie szybsze niż w przypadku konwencjonalnych technik, często zamieniają one możliwości w zakresie wysokiej przepustowości na ograniczone odczyty mechaniczne (Tabela uzupełniająca 1). Wszystkie wyżej wymienione szybkie metody mikroprzepływowe koncentrują się na podstawowych, jednoparametrowych wskaźnikach, takich jak czas przejścia lub współczynniki odkształcalności, które odzwierciedlają tylko właściwości sprężyste komórki. Jednak biorąc pod uwagę wewnętrzną lepkosprężystą naturę pojedynczych komórek, solidna i dokładna charakterystyka mechaniczna komórek wymaga uwzględnienia nie tylko składników elastycznych, ale także reakcji lepkich.
Mechano-node-pore sensing (mechano-NPS)2,8 (Rysunek 1A) to platforma mikroprzepływowa, która rozwiązuje istniejące ograniczenia w mechanofenetypowaniu pojedynczych komórek. Metoda ta umożliwia jednoczesny pomiar wielu parametrów biofizycznych, w tym średnicy komórki, względnej odkształcalności i czasu rekonwalescencji po odkształceniu, przy umiarkowanej przepustowości 1-10 komórek/s. Technika ta opiera się na wykrywaniu porów węzłów (NPS)19,20,21,22,23,24, który polega na użyciu czteropunktowego pomiaru sondą do pomiaru modulowanego impulsu prądu wytwarzanego przez komórkę przechodzącą przez kanał mikroprzepływowy, który został podzielony na szersze obszary, zwane "węzłami". Modulowany impuls prądowy jest wynikiem częściowego blokowania przez ogniwo przepływu prądu w segmentach (tj. "porach") i węzłach, przy czym w pierwszym z nich blokuje się więcej prądu niż w drugim. W mechano-NPS jeden segment, "kanał skurczu", jest węższy niż średnica komórki; w związku z tym komórka musi się zdeformować, aby przejść przez cały kanał (Rysunek 1B). Średnicę komórki można określić na podstawie wielkości podimpulsu wytwarzanego, gdy komórka przechodzi przez pory węzłów przed kanałem skurczu (<silna klasa = "xfig" >Rysunki 1B, C). Tutaj |ΔInp|, bieżący spadek, gdy komórka znajduje się w porach, jest proporcjonalny do stosunku objętości komórki do poru, komórka V/Vpor<sup class="xref">2,8,19. Sztywność komórki można określić za pomocą ΔTc, czasu trwania znacznie większego podimpulsu wytwarzanego, gdy komórka przechodzi przez kanał skurczu (<silna klasa = "xfig" >Rysunki 1B, C). Sztywniejsza komórka będzie potrzebowała więcej czasu na przejście przez kanał niż bardziej miękka komórka2,8. Wreszcie, "regeneracja" komórki, zdolność komórki do powrotu do pierwotnego rozmiaru i kształtu po deformacji, może być określona przez serię podimpulsów wytwarzanych, gdy komórka przechodzi przez pory węzłów za kanałem skurczu (<silna klasa = "xfig" >Rysunki 1B, C). Czas odzyskiwania, ΔTr, to czas potrzebny na powrót obecnych podimpulsów do wielkości poprzednich podimpulsów, zanim ogniwo zostanie ściśnięte. Ogólnie rzecz biorąc, modulowane impulsy prądu wytwarzane przez komórkę przechodzącą przez kanał mikroprzepływowy są rejestrowane i analizowane w celu wyodrębnienia odpowiednich parametrów mechanicznych pojedynczej komórki (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1D) 2,8.
Powtarzalność i łatwość użycia tej opartej na elektronice platformy mikroprzepływowej została już wcześniej zademonstrowana25. Ponadto platforma stanowi niską barierę wejścia dla mechanofenotypowania pojedynczych komórek. Standardowa miękka litografia jest stosowana do wytwarzania urządzeń mikroprzepływowych. Sprzęt pomiarowy składa się z niedrogich komponentów, w tym prostej płytki drukowanej (PCB), zasilacza, przedwzmacniacza, płytki akwizycji danych (DAQ) i komputera. Wreszcie, dostępny jest przyjazny dla użytkownika kod do pozyskiwania i analizy danych, co umożliwia prostą implementację. Ta technika mechanofentypowania może rozróżnić populacje niezłośliwych i złośliwych linii komórek nabłonka piersi i płuc, rozróżnić podlinie w pierwotnych ludzkich komórkach nabłonka sutka oraz scharakteryzować skutki zaburzeń cytoszkieletu i innych czynników farmakologicznych2,8. Ogólnie rzecz biorąc, platforma ta jest skutecznym podejściem do mechanofenotypowania pojedynczych komórek.

<table><tbody><tr><td>Aceton</td><td>J.T. Baker</td><td>5356-05</td><td>Czystość (GC)&nbsp; &ge; 99,5% (https://us.vwr.com/store/product/6057739/acetone-99-5-vlsi-j-t-baker)</td></tr><tr><td>Folia aluminiowa</td><td>nie</td><td>dotyczy nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Analogowy filtr dolnoprzepustowy</td><td>ThorLabs</td><td>EF504</td><td>&le; Pasmo przepustowe 240 kHz, koncentryczny przepust BNC&nbsp; (https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=EF504#ad-image-0)</td></tr><tr><td>Dziurkacz do biopsji</td><td>Integra Miltex</td><td>33-31AA-P/25</td><td>1mm, Jednorazowe, z Tłokiem (https://mms.mckesson.com/product/573313/Miltex-33-31AA-P25)</td></tr><tr><td>Ostrze</td><td>nie</td><td>dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>BNC</td><td>Pomona Electronics</td><td>2249-C-12</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/2249-C-12/603323?utm_adgroup=Coaxial%20Cables%20%28RF%29&utm_source=google&utm_ Średni=CPC& utm_campaign= Shopping_Product_Cable%20Assemblies_NEW& utm_term= & utm_content=Koncentryczne%20Kable%20%28RF%29& gclid=Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO2sErQqnVJ pj5OXVObuTI8ZUf1ZeIn7zvzGnx mCWdePrG6SdEJMF3X6ubUaAs W-EALw_wcB</td></tr><tr><td>Wacik poliestrowy do pomieszczeń czystych</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>18383</td><td>https://www.fishersci.com/shop/products/texwipe-cleantip-alpha-polyester-series-swabs-6/18383</td></tr><tr><td>Przedwzmacniacz prądowy</td><td>DL Instruments</td><td>1211</td><td>https://www.brltest.com/index.php?main_page=product_info&products_ id=1419</td></tr><tr><td>Niestandardowa płytka drukowana (z komponentami)</td><td>n/a</td><td></td><td>nie dotyczy patrz Pliki uzupełniające 4 i 5</td></tr><tr><td>Blok zacisków DAQ</td><td>National Instruments</td><td>BNC-2120</td><td>https://www.ni.com/en-in/support/model.bnc-2120.html</td></tr><tr><td>DAQ do BNC-2110&nbsp;</td><td>National Instruments</td><td>SHC68-68-EPM</td><td>https://www.ni.com/en-in/support/model.shc68-68-epm.html</td></tr><tr><td>Data Acquisition Board (DAQ)</td><td>National Instruments</td><td>PCI-6251</td><td>https://www.ni.com/docs/en-US/bundle/pci-6251-feature/page/overview.html</td></tr><tr><td>Eksykator</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>5311-0250</td><td>https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/5311-0250</td></tr><tr><td>żeński Przejściówka BNC na wtyczkę bananową</td><td>Pomona Electronics</td><td>72909</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/72909/1196318</td></tr><tr><td>Płodowa surowica bydlęca (FBS)</td><td>VWR</td><td>89510-186</td><td></td></tr><tr><td>https://us.vwr.com/store/product/18706419/avantor-seradigm-select-grade-usda-approved-origin-fetal-bovine-serum-fbs Nóż do szkła</td><td>Chemglass</td><td>CG-1179-21</td><td>https://chemglass.com/plate-glass-cutters-diamond-tips</td></tr><tr><td>Złoty wytrawiacz transenowy TFA</td><td></td><td>NC0977944</td><td>https://www.fishersci.com/shop/products/NC0977944/NC0977944</td></tr><tr><td>Płyta grzejna</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>SP131825&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Spektrum alkoholu izopropylowego</td><td>Chemiczny</td><td>I1056-4LTPL</td><td>Czystość (GC)&nbsp; &ge; 99,5% (https://www.spectrumchemical.com/isopropyl-alcohol-99-percent-fcc-i1056)</td></tr><tr><td>Metalowa obudowa</td><td>sprzętowa Hammond Manufacturing</td><td>EJ12126</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/hammond-manufacturing/EJ12126/2423415</td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34860</td><td>Czystość (GC)&nbsp; &ge; 99,8% (https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/substance/methanol320467561)</td></tr><tr><td>MF-321 Developer</td><td>Kayaku Advanced Materials</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/mf-321/</td></tr> <tr><td>MICROPOSIT S1813 Positive Photoresist</td><td>DuPont</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/microposit-s1800-g2-series-photoresists/</td></tr> <tr><td>Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10010049</td><td>https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10010049?SID=srch-hj-10010049</td></tr><tr><td>Photomask</td><td>Fineline Imaging</td><td>n/a</td><td>Photomask są zamawiane na zamówienie z naszych projektów CAD (https://www.fineline-imaging.com/)</td></tr><tr><td>Szkiełko mikroskopowe ze zwykłego szkła</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-553-5B</td><td>Materiał: wapno sodowane, dł. 75 x szer. 50 mm, grubość: 0,90 mm; 1,10 mm&nbsp;</td></tr><tr><td>Myjka plazmowa</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001</td><td>https://harrickplasma.com/plasma-cleaners/expanded-plasma-cleaner/</td></tr> <tr><td>plastikowa szalka Petriego</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>FB0875712</td><td>100 mm (https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-petri-dishes-clear-lid-raised-ridge-100-x-15mm/FB0875712)</td></tr><tr><td>Regulator ciśnienia</td><td>Fluigent</td><td>MFCS-EZ</td><td>https://www.fluigent.com/research/instruments/pressure-flow-controllers/mfcs-series/</td></tr> <tr><td>Oprogramowanie regulatora ciśnienia</td><td>Fluigent</td><td>MAESFLO</td><td></td></tr><tr><td>Programowanie i Oprogramowanie obliczeniowe</td><td>MATLAB</td><td>R2021b</td><td>do akwizycji i analizy danych (https://www.mathworks.com/products/matlab.html)</td></tr><tr><td>Rurka PTFE</td><td>Cole Parmer</td><td>06417-31</td><td>0,032" ID x 0,056"&nbsp;( https://www.coleparmer.com/i/masterflex-transfer-tubing-microbore-ptfe-0-032-id-x-0-056-od-100-ft-roll/0641731)</td></tr> <tr><td>Scepter 2.0 Ręczny automatyczny licznik komórek</td><td>Millapore Sigma</td><td></td><td>PHCC20060 https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/product/mm/phcc20060</td></tr><tr><td>Silicon Wafer Wafer</td><td>World</td><td>2885</td><td>76,2 mm, jednostronnie polerowany (https://www.waferworld.com/product/2885)</td></tr> <tr><td>Spin Coater</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 3025 Negatywny fotorezystor</td><td>Kayaku Advanced Materials</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/su-8-2000/</td></tr> <tr><td>SU8 Developer</td><td>Kayaku Advanced Materials</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/su-8-developer/</td></tr> <tr><td>Sygard 184 Polydimethlysiloxane</td><td>Dow</td><td>Chemical 4019862</td><td>https://www.ellsworth.com/products/by-market/consumer-products/encapsulants/silicone/dow-sylgard-184-silicone-encapsulant-clear-0.5-kg-kit/</td></tr> <tr><td>Taśma</td><td>Scotch</td><td>810-341296</td><td>https://www.staples.com/Scotch-Magic-Tape-810-3-4-x-36-yds-1-Core/product_130567?cid=PS:GS:SBD:PLA:OS&gclid= Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO 2sErRwzrrgjU0NjFkDkne1xm vT7ekS3tdzvAgiMDwPoxocgH VTQZi7vJgaAvQZEALw_wcB</td></tr><tr><td>Tytan, Platyna, Złoto</td><td>Nie</td><td>dotyczy Zasilacz z potrójnym</td><td></td></tr><tr><td>wyjściem</td><td></td><td></td><td>Maska E36311A https://www.newark.com/keysight-technologies/e36311a/dc-power-supply-3o-p-6v-5a-prog/dp/15AC9653 Maska UV Keysight</td></tr><tr><td>Maska</td><td>Karl Suss America</td><td>MJB3 Aligner&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

mechano-node-pore sensing: szybka, niewymagająca oznaczeń platforma do wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych pojedynczych komórek

Mechano-Node-Pore Sensing: A Rapid, Label-Free Platform for Multi-Parameter Single-Cell Viscoelastic Measurements

Właściwości mechaniczne komórek są zaangażowane w wiele różnych procesów biologicznych i chorób, począwszy od różnicowania komórek macierzystych, a skończywszy na przerzutach raka. Konwencjonalne metody pomiaru tych właściwości, takie jak mikroskopia sił atomowych (AFM) i aspiracja mikropipetami (MA), pozwalają uzyskać bogate informacje, odzwierciedlając pełną odpowiedź lepkosprężystą komórki; Metody te są jednak ograniczone bardzo niską przepustowością. Podejścia wysokoprzepustowe, takie jak cytometria odkształcalności w czasie rzeczywistym (RT-DC), mogą mierzyć tylko ograniczone informacje mechaniczne, ponieważ często ograniczają się do odczytów jednoparametrowych, które odzwierciedlają tylko właściwości sprężyste komórki. W przeciwieństwie do tych metod, mechano-node-pore sensing (mechano-NPS) jest elastyczną, bezznacznikową platformą mikroprzepływową, która wypełnia lukę w osiąganiu wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych komórki o umiarkowanej przepustowości. Pomiar prądu stałego (DC) służy do monitorowania komórek podczas przechodzenia przez kanał mikroprzepływowy, śledząc ich rozmiar i prędkość przed, w trakcie i po przepchnięciu przez wąskie zwężenie. Informacje te (tj. rozmiar i prędkość) są wykorzystywane do ilościowego określenia odkształcenia poprzecznego każdej komórki, odporności na deformację i powrotu do zdrowia po deformacji. Ogólnie rzecz biorąc, ta oparta na elektronice platforma mikroprzepływowa zapewnia wiele właściwości lepkosprężystych komórek, a tym samym pełniejszy obraz stanu mechanicznego komórki. Ponieważ wymaga minimalnego przygotowania próbki, wykorzystuje prosty pomiar elektroniczny (w przeciwieństwie do szybkiej kamery) i wykorzystuje standardową produkcję miękkiej litografii, implementacja tej platformy jest prosta, dostępna i można ją dostosować do dalszej analizy. Elastyczność, użyteczność i czułość tej platformy dostarczyły unikalnych informacji mechanicznych na temat różnorodnych komórek, z potencjałem do wielu innych zastosowań w naukach podstawowych i diagnostyce klinicznej.

Przedstawiona tutaj platforma mechanofenotypowania to proste i wszechstronne podejście do pomiaru właściwości biofizycznych pojedynczych komórek przy umiarkowanej przepustowości. Komórki przepływają przez kanał mikrofluidyczny (Rysunek 1A) przy zastosowaniu stałego przepływu wymuszonego ciśnieniem. Podczas przemieszczania się komórek, długość kanału mikrofluidycznego oraz generowane impulsy prądu są rejestrowane za pomocą sprzętu do akwizycji danych. Pozyskany sygnał (Ry...

Przedstawiona tutaj jest metoda mechanicznego fenotypowania pojedynczych komórek za pomocą opartej na elektronice platformy mikroprzepływowej zwanej mechano-node-pore sensing (mechano-NPS). Platforma ta utrzymuje umiarkowaną przepustowość 1-10 komórek/s, mierząc zarówno elastyczne, jak i lepkie właściwości biofizyczne komórek.

Mechano-Node-Pore Sensing: szybka, niewymagająca oznaczeń platforma do wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych pojedynczych komórek

Cellular mechanical properties are involved in a wide variety of biological processes and diseases, ranging from stem cell differentiation to cancer ...

Prezentujemy opartą na elektronice platformę mikroprzepływową do mechanicznego fenotypowania pojedynczych komórek. W szczególności mierzymy właściwości elastyczne i lepkie pojedynczych komórek z przepustowością do 10 komórek na sekundę. Nasza metoda wymaga minimalnego przygotowania próbki, wykorzystuje prosty pomiar elektroniczny, zastępując drogi sprzęt optyczny i złożoną analizę obrazu, a także jest nieniszcząca, co oznacza, że nasze podejście jest kompatybilne z dalszymi analizami.Mechano-NPS zastosowano do wielu typów komórek, w tym próbek pierwotnych, i zmierzono wpływ składników subkomórkowych na lepkosprężystość pojedynczych komórek. Może być wykorzystany do zrozumienia zachowania komórek, określenia progresji choroby lub monitorowania odpowiedzi na lek. Aby rozpocząć, usuń składniki poddane obróbce plazmowej z komory plazmowej.Odpipetuj roztwór metanolu i wody dejonizowanej dwa do jednego na szklane podłoże za pomocą prefabrykowanych elektrod. Następnie umieść formę PDMS stroną z funkcją do dołu na szklanym podłożu. Umieść urządzenie pod stereoskopem, aby wyregulować wyrównanie.Upiecz wyrównane urządzenie, aby zakończyć produkcję urządzenia. Przygotuj źródło ciśnienia, płytkę drukowaną, sprzęt laboratoryjny i oprogramowanie do akwizycji danych. Następnie wyrównaj kołki nagłówka zacisków z otworami na płytce drukowanej i wyrównaj kołki sprężynowe zacisków z podkładkami kontaktowymi elektrod w urządzeniu mikroprzepływowym.Następnie włóż kołki nagłówka zacisków do otworów na płytce drukowanej, upewniając się, że kołki sprężynowe pozostają wyrównane z podkładkami stykowymi elektrody. Skonfiguruj i podłącz sprzęt elektroniczny. Następnie ustaw wartości, aby zainicjować sesję pozyskiwania danych i ustaw częstotliwość próbkowania dla akwizycji.Hodowla i przygotowanie komórek zgodnie z odpowiednim protokołem hodowli komórkowej wybranej linii komórkowej. Następnie zawiesić komórki w przygotowanym roztworze 2% FBS i 1X PBS w stężeniu od 100 000 do 500 000 komórek na mililitr. Utrzymuj komórki na lodzie na czas trwania eksperymentów.Aby załadować komórki do urządzenia mikroprzepływowego, przetnij 30 centymetrów rurki z politetrafluoroetylenu za pomocą żyletki. Użyj strzykawki, aby wrzucić próbkę komórek do końca rurki i podłącz ten sam koniec do wlotu urządzenia. Na koniec podłącz przeciwległy koniec rurki do mikroprzepływowego regulatora ciśnienia.Aby przeprowadzić eksperyment, należy ustawić żądane stałe ciśnienie napędowe w oprogramowaniu regulatora ciśnienia i pozwolić, aby próbka wypełniła urządzenie. Jeśli w kanałach mikroprzepływowych tworzą się pęcherzyki, należy użyć wypełnienia ślepego zaułka. Podłącz wylot urządzenia i przyłóż niskie ciśnienie do wlotu, aby wypchnąć powietrze przez przepuszczalny gaz PDMS.Następnie ustaw żądane napięcie, obracając pokrętło napięcia na zasilaczu i włącz napięcie, naciskając przycisk włączania. Włącz prąd przedwzmacniacz i ustaw czułość tak nisko, jak to możliwe. Alternatywnie, ustaw wzmocnienie tak wysoko, jak to możliwe, bez przeciążania przedwzmacniacza lub przekraczania maksymalnego analogowego napięcia wejściowego DAQ.Naciśnij zielony przycisk Uruchom w menu wstążki programu MATLAB, aby rozpocząć skrypt NPS skryptu akwizycji danych. m, a następnie rozpocznij próbkowanie i zapisywanie danych. Aby zakończyć eksperyment, naciśnij przycisk Stop w lewym dolnym rogu okna wykresu na żywo, aby zakończyć skrypt akwizycji danych.Następnie wyłącz wyjście zasilania, naciskając przycisk On. Na koniec ustaw źródło ciśnienia na zerowe ciśnienie w oprogramowaniu regulatora ciśnienia. Do analizy danych surowy sygnał powinien mieć wystarczający stosunek sygnału do szumu, aby odfiltrować szum i wyodrębnić istotne składniki.Co najważniejsze, wzrost sygnału prądu z każdego węzła powinien być na tyle solidny, aby można było łatwo zidentyfikować podimpulsy na podstawie sygnału różnicowego. Złośliwe komórki MCF-7 mają większą dystrybucję wCDI niż niezłośliwe komórki MCF-10A, co wskazuje, że złośliwe komórki MCF-7 są bardziej miękkie niż ich niezłośliwe odpowiedniki MCF-10A. Komórki MCF-10A i MCF-7 leczone latrunkuliną wykazują wzrost wCDI.Wyraźny rozkład wCDI różnicujący dwa podstawowe typy komórek wskazuje, że komórki LEP są bardziej miękkie niż komórki MEP. Niezłośliwe MCF-10A i nieleczone MCF-10A i MCF-7 mają większy odsetek komórek, które natychmiast się regenerują, co wskazuje na niższą lepkość niż ich złośliwe lub leczone latrunkuliną odpowiedniki. Jeśli odczyt prądu na żywo wydaje się nieprawidłowy, przerwij eksperyment i sprawdź kanał mikroprzepływowy.Upewnij się, że nie ma pęcherzyków powietrza ani zatkań, aby ogniwa swobodnie przepływały od wlotu do wylotu. Ponieważ nasza metoda nie uszkadza komórek, można przeprowadzić dalsze analizy, takie jak sekwencja RNA lub immunofluorescencja. Może to pomóc w odkryciu niektórych podstawowych powodów, dla których komórki mają odrębne fenotypy mechaniczne.

mechano-node-pore-sensing-rapid-label-free-platform-for-multi

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

W niniejszej pracy opisujemy szybką i prostą metodę pomiaru sztywności komórek. Ogólna zasada tego podejścia polega na pomiarze deformacji błony w odpowiedzi na ściśle określone podciśnienie przyłożone do powierzchni komórki za pomocą mikropipety. Metoda ta stanowi potężne narzędzie do badania właściwości biomechanicznych komórek przytwierdzonych do podłoża.

Aspiracja mikropipetą komórek przytwierdzonych do podłoża w celu oszacowania sztywności komórek

Techniki biosensorów optycznych mogą wykrywać zmiany w masie w pobliżu błony plazmatycznej w żywych komórkach i pozwalają śledzić reakcje komórkowe zarówno w pojedynczych komórkach, jak i populacjach komórek. Protokół ten będzie opisywał wykrywanie modulacji kanałów potasowych przez receptory sprzężone z białkiem G w nienaruszonych komórkach przy użyciu tego podejścia.

Zastosowanie bezznacznikowych biosensorów optycznych do wykrywania modulacji kanałów potasowych przez receptory sprzężone z białkiem G

Pokazujemy test oparty na mikrofluidyce do pomiaru skali czasowej dla komórek do przejścia przez sekwencję zwężeń w skali mikronów.

Technika mikroprzepływowa do badania odkształcalności komórek

Wiele komórek ssaków preferencyjnie migruje w kierunku bardziej sztywnej matrycy lub substratu poprzez durotaksję. Celem tego protokołu jest dostarczenie prostego systemu in vitro, który może być używany do badania i manipulowania zachowaniami durotaksji komórek poprzez włączenie substratów polidimetylosiloksanu (PDMS) o określonej sztywności, łączących się ze szklanymi szkiełkami nakrywkowymi.

Uproszczony system do oceny mechanodetekcji komórek i durotaksji in vitro

Opisane są protokoły ilościowego określania interakcji mechanicznych między przylegającymi komórkami a mikrostrukturalnymi substratami. Interakcje te są ściśle związane z podstawowymi zachowaniami komórek, w tym migracją, proliferacją, różnicowaniem i apoptozą. Protokoły prezentują oprogramowanie do analizy obrazu o otwartym kodzie źródłowym o nazwie MechProfiler, które umożliwia określenie zaangażowanych sił dla każdego mikrosłupka.

Łatwe i dokładne profilowanie mechaniczne na matrycach Micropost

Ten protokół opisuje fizjologicznie istotne, ciśnieniowe podejście do szybkiego i odwracalnego wywoływania żylaków w neuronach.

System mikrobiomechaniczny do badania powstawania i regeneracji żylaków w aksonach neuronów centralnych

Opisujemy metodę w roztworze, polegającą na zastosowaniu równomiernego ścinania do receptorów powierzchni płytek krwi za pomocą wiskozymetrii stożko-płytkowej. Metoda ta może być również stosowana w szerszym zakresie do stosowania ścinania do innych typów komórek i fragmentów komórek i nie musi być ukierunkowana na określoną parę ligand-receptor.

Jednolity test ścinania dla ludzkich receptorów płytkowych i komórkowych za pomocą wiskozymetrii stożkowo-płytkowej

Siły mechaniczne są ważne dla kontrolowania migracji komórek. Protokół ten demonstruje użycie elastycznych hydrożeli, które można odkształcić za pomocą szklanej mikropipety i mikromanipulatora w celu stymulacji komórek za pomocą lokalnego gradientu sztywności w celu wywołania zmian w strukturze komórki i migracji.

Test durotaksji pojedynczej komórki do oceny mechanicznej kontroli ruchu komórkowego i powiązanych zdarzeń sygnalizacyjnych

Ta praca przedstawia elastyczny protokół wykorzystania technologii fluorescencyjnie znakowanych elastomerowych powierzchni skurczowych (FLECS) w formacie mikrostudzienki do uproszczonej, bezobsługowej kwantyfikacji sił skurczu pojedynczej komórki na podstawie wizualizacji przemieszczeń mikrowzorów białek fluorescencyjnych.

Uproszczona, wysokoprzepustowa analiza kurczliwości pojedynczych komórek przy użyciu elastomerów mikrowzorzystych

Protokół przedstawia kompletny przebieg eksperymentów z nanoindentacją miękkiego materiału, w tym hydrożeli i komórek. Po pierwsze, szczegółowo opisano etapy eksperymentalne mające na celu pozyskanie danych ze spektroskopii sił; następnie analiza takich danych jest szczegółowo opisana za pomocą nowo opracowanego oprogramowania Python o otwartym kodzie źródłowym, które można pobrać bezpłatnie z GitHub.

Proces eksperymentowania i analizy danych dla nanotwardości miękkiej materii

Poznaj metodę mechano-NPS do szybkiego pomiaru lepkosprężystości pojedynczych komórek bez oznaczeń. Platforma mikrofluidyczna umożliwia nieinwazyjną analizę z przepustowością do 10 komórek na sekundę.

Mechano-Node-Pore Sensing: szybka, niewymagająca oznaczeń platforma do wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych pojedynczych komórek (Wideo) | JoVE Journal

Mechano-Node-Pore Sensing: szybka, niewymagająca oznaczeń platforma do wieloparametrowych pomiarów lepkosprężystych pojedynczych komórek

Przeglądaj więcej filmów