光鑷 – 用于研究細(xì)胞和組織生物力的工具

細(xì)胞膜力、張力和剛度測(cè)量

SENSOCELL光鑷能夠?qū)ε囵B(yǎng)的細(xì)胞和外植體進(jìn)行細(xì)胞膜系鏈拉動(dòng)實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估其機(jī)械性能和局部細(xì)胞膜張力。 借助LightAce軟件，以自動(dòng)化的方式自動(dòng)完成自定義拉伸實(shí)驗(yàn)。 通過對(duì)外部微球進(jìn)行壓痕測(cè)試來測(cè)量局部細(xì)胞膜的硬度。 施加細(xì)胞膜變形或進(jìn)行細(xì)胞拉伸實(shí)驗(yàn)，將光捕獲力直接施加在細(xì)胞膜本身上，或使用粘附的微球作為手柄，同時(shí)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中使用的每個(gè)光學(xué)陷阱/光鑷的力。

細(xì)胞核在機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用

研究細(xì)胞核在細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用以及如何通過SENSOCELL光鑷將其與細(xì)胞骨架連接。使用分離的核作為樣本或體內(nèi)模型（例如粘附，懸浮或密閉的細(xì)胞）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甚至可以在活的胚胎內(nèi)部進(jìn)行。借助SENSOCELL光鑷，通過LightAce SDK 二次開發(fā)包編寫程序，以機(jī)械方式刺激細(xì)胞核，同時(shí)記錄力和位移數(shù)據(jù)，并同時(shí)進(jìn)行熒光成像以完成所有過程的全貌。

細(xì)胞核壓痕

使用內(nèi)化的微球或內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)（例如脂質(zhì)滴）作為探針壓入并拉伸細(xì)胞核，同時(shí)監(jiān)控所涉及的時(shí)間-力和時(shí)間-位移曲線。以這種方式，可以提取細(xì)胞核硬度和粘彈性的信息。

局部細(xì)胞彈性和細(xì)胞黏度的微流變測(cè)量

使用SENSOCELL光鑷儀器在粘彈性介質(zhì)（例如細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核）中進(jìn)行主動(dòng)微流變實(shí)驗(yàn)，并獲得局部存儲(chǔ)和損耗剪切模量G’和G"。在此，存儲(chǔ)的能量項(xiàng)G’表示彈性行為，而（熱）能量耗散項(xiàng)G"表示樣品的粘性行為，因此給出了局部細(xì)胞彈性和粘度的值。使用自動(dòng)執(zhí)行的主動(dòng)微流變學(xué)程序，將獲得感興趣區(qū)域中G’和G"的局部和直接測(cè)量值，并將結(jié)果與??樣品池其他區(qū)域的貢獻(xiàn)去耦。該系統(tǒng)可以光學(xué)捕獲天然結(jié)構(gòu)，例如囊泡，脂質(zhì)滴，或使用內(nèi)部微球作為手柄以施加主動(dòng)振蕩擾動(dòng)，同時(shí)跟蹤所施加的力和粒子的位置以計(jì)算G’和G"。

細(xì)胞，細(xì)胞外基質(zhì)，凝膠或組織中的主動(dòng)微流變學(xué)

使用SENSOCELL光鑷儀器，能夠測(cè)量活細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)胞外基質(zhì)，凝膠或組織中的粘彈性，其剛度范圍從幾十Pa到幾kPa，探測(cè)頻率高達(dá)kHz。內(nèi)置的主動(dòng)微流變例程對(duì)于非專業(yè)用戶而言以簡(jiǎn)單直觀的方式工作。只需定義振蕩擾動(dòng)的幅度和頻率范圍并獲得結(jié)果即可。

測(cè)量細(xì)胞間的相互作用力

SENSOCELL光鑷儀器允許操縱懸浮細(xì)胞參與細(xì)胞與細(xì)胞的相互作用，并獲得其結(jié)合力的直接測(cè)量值，同時(shí)對(duì)細(xì)胞方向和細(xì)胞與細(xì)胞的接觸時(shí)間具有的控制權(quán)。 進(jìn)行細(xì)胞間相互作用力的動(dòng)態(tài)研究，以量化單個(gè)細(xì)胞分辨率下的細(xì)胞親和力。 在實(shí)驗(yàn)中使用表達(dá)不同細(xì)胞膜受體的懸浮或粘附的靶細(xì)胞。 功能化的磁珠和/或基底可用于在各種實(shí)驗(yàn)配置中測(cè)量受體-配體結(jié)合力，所述實(shí)驗(yàn)配置例如磁珠-磁珠，磁珠-基底，細(xì)胞-磁珠或細(xì)胞-基底相互作用。

機(jī)械受體和機(jī)械敏感性離子通道活性

通過直接在細(xì)胞膜上施加和測(cè)量力或捕獲粘附在細(xì)胞膜上的功能化微球，用SENSOCELL光鑷儀器研究細(xì)胞膜力學(xué)感受器動(dòng)力學(xué)和機(jī)械敏感離子通道活性。 實(shí)時(shí)高分辨率的實(shí)時(shí)磁珠-細(xì)胞粘附力讀數(shù)將提供有關(guān)控制細(xì)胞-ECM細(xì)胞外基質(zhì)相互作用或細(xì)胞遷移過程的跨膜機(jī)械感受器動(dòng)力學(xué)的信息。 憑借其廣泛而精確的光學(xué)捕獲功能，SENSOCELL光鑷儀器是機(jī)械刺激細(xì)胞膜并研究細(xì)胞中機(jī)械敏感離子通道活性的理想解決方案，尤其是當(dāng)該系統(tǒng)與高速熒光成像（如旋轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡）結(jié)合使用時(shí)。

微管和運(yùn)動(dòng)蛋白的力動(dòng)力學(xué)和力學(xué)性能

在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，使用SENSOCELL光鑷儀器研究微管，驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白和動(dòng)力蛋白的力學(xué)和力動(dòng)力學(xué)。 光鑷平臺(tái)將能夠評(píng)估微管產(chǎn)生的力及其機(jī)械性能，或測(cè)量運(yùn)動(dòng)蛋白沿著體外混合物甚至在捕獲天然細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如脂質(zhì)小滴）的活細(xì)胞內(nèi)部沿微管的失速力。 研究各種分子動(dòng)力作用在同一對(duì)象上時(shí)的相互作用現(xiàn)象，并測(cè)量施加在移動(dòng)對(duì)象上的力的平行或垂直分量。

細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性和動(dòng)力學(xué)研究

使用SENSOCELL光鑷儀器研究細(xì)胞和其他微游泳者的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)力動(dòng)力學(xué)。 誘捕和操縱細(xì)胞，以直接的方式實(shí)時(shí)追蹤其運(yùn)動(dòng)力，并研究樣品的鞭毛跳動(dòng)動(dòng)力學(xué)。 可以同時(shí)控制多個(gè)光學(xué)陷阱的多個(gè)微泳器和同步力光譜模塊獲得力量的測(cè)量結(jié)果。 此外，借助內(nèi)置的主動(dòng)微流變學(xué)程序，SENSOCELL光鑷儀器可以測(cè)量生物系統(tǒng)的中等粘度，并研究其在運(yùn)動(dòng)性測(cè)定中的影響。