細(xì)胞力產(chǎn)生和力傳遞綜合測(cè)量分析系統(tǒng)

1、背景和解決方案：

所有細(xì)胞類(lèi)型都在其單細(xì)胞或組織水平生理作用的背景下產(chǎn)生機(jī)械力。由于異常的力產(chǎn)生表型直接導(dǎo)致疾病，因此細(xì)胞力產(chǎn)生機(jī)制是新療法的高價(jià)值目標(biāo)，細(xì)胞胞力的產(chǎn)生和力的傳遞可以作為評(píng)估疾病狀態(tài)的有用措施，并提供有價(jià)值的治療靶點(diǎn)，因此細(xì)胞力產(chǎn)生和力傳遞綜合測(cè)量分析測(cè)量裝置很重要，世聯(lián)博研北京公司提供各種細(xì)胞力分析設(shè)備，可以進(jìn)行2D、3d細(xì)胞（單細(xì)胞、細(xì)胞集落、融合細(xì)胞層）的細(xì)胞與其周?chē)|(zhì)之間傳遞的力（稱(chēng)為牽引力）、細(xì)胞間傳遞的力和細(xì)胞內(nèi)部傳遞的力量化分析。

2、簡(jiǎn)介：

我公司銷(xiāo)售基于微柱陣列法、集成熒光微珠嵌入聚丙烯酰胺凝膠法、PDMS合規(guī)的薄硅膜法，樣品可以是2D細(xì)胞、3D細(xì)胞嵌入水凝膠(可以結(jié)合時(shí)間依賴(lài)性 4D)、多細(xì)胞聚集體（即3D球體）、細(xì)胞集落、融合細(xì)胞層的細(xì)胞與其周?chē)|(zhì)之間傳遞的力（稱(chēng)為牽引力）、細(xì)胞間傳遞的力和細(xì)胞內(nèi)部傳遞的力量化分析裝置。

該系統(tǒng)解決了從具有已知彈性的粘性基底測(cè)量的細(xì)胞力引起的變形重建細(xì)胞基質(zhì)牽引力和細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)應(yīng)力的逆問(wèn)題。除了應(yīng)力和力生成的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量之外，

還可以進(jìn)行包括線性張力測(cè)量（一種專(zhuān)門(mén)用于細(xì)胞邊界的力傳遞測(cè)量），允許用戶設(shè)置所必要的分析參數(shù)，選擇感興趣的區(qū)域，檢查輸入?yún)?shù)和中間結(jié)果，

并計(jì)算描述力、應(yīng)力及其分布的各種參數(shù)，允許非用戶對(duì)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行面評(píng)估，可讓您快速分析可視化大型數(shù)據(jù)集。

細(xì)胞力量化分析系統(tǒng).jpg

可選配時(shí)差顯微鏡活細(xì)胞工作站，為顯微鏡提供類(lèi)似培養(yǎng)箱的氣體溫度濕度控制；

可選的共聚焦超高分辨率TIRF顯微鏡

2.2、銷(xiāo)售的測(cè)試裝置：

2.2.1、基于細(xì)胞微柱陣列的細(xì)胞牽引力、收縮力量化分析裝置：

細(xì)胞黏附于與基底垂直微柱的上面，可以直接根據(jù)微柱的彎曲變形程度與方向測(cè)定與細(xì)胞接觸點(diǎn)牽引力的大小與方向。
提供各種微柱陣列，可定制。

2.2.2、基于熒光微珠嵌入聚丙烯酰胺凝膠2D/3D細(xì)胞牽引力與分析系統(tǒng)：

可進(jìn)行2D/3D狀態(tài)下進(jìn)行細(xì)胞與其周?chē)|(zhì)作用力（也稱(chēng)為牽引力）、細(xì)胞間的作用力和細(xì)胞內(nèi)部傳遞的力量化分析。讓您分析細(xì)胞、細(xì)胞集落和融合細(xì)胞層中的力生成和應(yīng)力。除了這些應(yīng)力和力生成的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量之外，該系統(tǒng)還可以進(jìn)行跨細(xì)胞邊界的力傳遞的測(cè)量(線張力測(cè)量)

2.2.3、微圖案化多孔板高通量細(xì)胞收縮力檢測(cè)：

該可高通量檢測(cè)細(xì)胞收縮力的多孔板是軟膜底嵌有熒光微圖案的du特微孔板，上面有100,000多個(gè)均勻分布的X或+形的具有粘性蛋白質(zhì)微圖案
24孔、96孔、384孔多孔高通量細(xì)胞收縮力檢測(cè)

2.2.4、合規(guī)PMDS基底多孔板：

采用軟彈性基底，通過(guò)細(xì)胞與彈性基底相互作用引起的基底變形來(lái)測(cè)定或計(jì)算細(xì)胞牽引力

可定制剛度0.1kPa 至 100 kPa 的楊氏彈性模量、蛋白質(zhì)涂層
2.3、適用樣品：

2D細(xì)胞、3D凝膠完包埋的細(xì)胞、3D多細(xì)胞聚集體（所謂的球體）、細(xì)胞集落和融合細(xì)胞層、細(xì)菌細(xì)胞等
2.4、典型測(cè)試應(yīng)用：

2D、3d細(xì)胞（單細(xì)胞、細(xì)胞集落、融合細(xì)胞層、多細(xì)胞聚集體）的細(xì)胞與其周?chē)|(zhì)之間傳遞的力（稱(chēng)為牽引力）、細(xì)胞間傳遞的力和細(xì)胞內(nèi)部傳遞的力量化分析

2.4.1、基底變形

zui簡(jiǎn)單的方法是總結(jié)細(xì)胞附著的基底表面的變形。變形取決于基材的機(jī)械性能。

2.4.2、應(yīng)變能

QQ截圖20230327101420.jpg

2.4.3、收縮力(與或牽引力)

收縮力定義為牽引力向一個(gè)點(diǎn)（稱(chēng)為力中心）的投影之和。因此，如果力都已經(jīng)指向一個(gè)中心點(diǎn)，則收縮性很高。局部相反的力和不指向力震中的力對(duì)收縮性沒(méi)有貢獻(xiàn)。能夠以力似乎源自單個(gè)點(diǎn)的方式協(xié)調(diào)其力產(chǎn)生的細(xì)胞或細(xì)胞群可以獲得高收縮性，同時(shí)消耗相對(duì)少量的應(yīng)變能。

這在圖13 中進(jìn)一步說(shuō)明。案例 A 代表具有兩個(gè)具有高度協(xié)調(diào)力生成的細(xì)胞的細(xì)胞集落，案例 B 代表具有協(xié)調(diào)性的細(xì)胞。在情況 B 中，每個(gè)細(xì)胞自行產(chǎn)生收縮力。因此，如果我們假設(shè)情況 A 和 B 中的應(yīng)變能相等，則情況 B 的收縮性較低。

QQ截圖20230425104216.png

綜上所述：應(yīng)變能是總力產(chǎn)生的量度，而收縮性是協(xié)調(diào)力產(chǎn)生的量度。

2.4.4、平均法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力

壓力描述了在細(xì)胞或細(xì)胞片內(nèi)部傳遞的力。對(duì)于細(xì)胞表中的任何給定點(diǎn)，應(yīng)力由具有 4 個(gè)分量的張量定義。如圖 14 所示，每個(gè)分量代表將作用于從細(xì)胞片切出的正方形邊緣的力。

QQ截圖20230425104249.png

我們可以區(qū)分兩種類(lèi)型的應(yīng)力：剪切應(yīng)力，一種平行于該正方形邊緣作用的力，以及法向應(yīng)力，一種垂直于該正方形邊緣作用的力。由于幾何原因，應(yīng)力張量的兩個(gè)剪切分量必須相同。普通組件不是這種情況。由于法向應(yīng)力是否主要來(lái)自 x 或 y 方向?qū)ξ覀兊姆治鰶](méi)有意義，因此計(jì)算兩個(gè)分量的平均值更有用。這留下了兩個(gè)應(yīng)力：剪應(yīng)力和平均法向應(yīng)力。這些壓力可以在整個(gè)細(xì)胞集落區(qū)域進(jìn)行平均。

2.4.5、應(yīng)力分布

應(yīng)力分布可以用變異系數(shù) (CV) 來(lái)描述，即用平均法向應(yīng)力或剪切應(yīng)力的平均值歸一化的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2.4.6、跨細(xì)胞邊界作用的力

如上所述，應(yīng)力張量可用于計(jì)算作用于細(xì)胞集落邊界的力。這種力稱(chēng)為線張力，有一個(gè)直接的解釋?zhuān)合胂笠幌?，您?shí)際上要沿著兩個(gè)細(xì)胞之間的邊界切割細(xì)胞片。如果細(xì)胞繼續(xù)產(chǎn)生力，則該切口的邊緣會(huì)漂移開(kāi)或開(kāi)始重疊，因?yàn)槟鷦倓偳懈盍藢蓚€(gè)邊緣固定在一起的材料。為了將兩個(gè)邊緣保持在切割之前的位置，您需要在邊緣施加一個(gè)力。這個(gè)力，由切割長(zhǎng)度歸一化，是線張力。

線張力是具有 x 和 y 分量的向量。與應(yīng)力類(lèi)似，它可以分為剪切分量（平行于切口作用的力）和法向分量（垂直于切口作用的力）。兩者都有助于線張力的大小（線張力矢量的長(zhǎng)度）。

使用該系統(tǒng)計(jì)算細(xì)胞間應(yīng)力，以獲得面內(nèi)二維應(yīng)力張量。簡(jiǎn)而言之，應(yīng)用牛頓定律要求的直接力平衡，為我們提供單層內(nèi)的二維應(yīng)力張量，通過(guò)旋轉(zhuǎn)單層內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)系。此外，在單層內(nèi)的每個(gè)點(diǎn)，我們計(jì)算了平均正常細(xì)胞間應(yīng)力 (σ max + σ min )/2 和zui大剪切細(xì)胞間應(yīng)力 (σ max -σ min )/2

我們的平臺(tái)兼容2D/3D/4D模式，支持單細(xì)胞、融合單層細(xì)胞以及介于兩者之間的細(xì)胞?？砂葱瓒ㄖ?，包括孔格式、模量、珠熒光、玻璃厚度和分析軟件的定制。我們可以提供任何組合，制造您想要的，并且樂(lè)于為您的挑戰(zhàn)創(chuàng)新解決方案。

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