基于AFM的細(xì)胞核力學(xué)特性原位測試的研究.pdf

1、生物細(xì)胞的力學(xué)特性與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能以及細(xì)胞的“生老病死”息息相關(guān)。細(xì)胞本身是由諸多細(xì)胞器組成，其中細(xì)胞核作為遺傳物質(zhì)的主要載體細(xì)胞器，在整個(gè)細(xì)胞的生命周期中都占有至關(guān)重要的作用，研究細(xì)胞核的力學(xué)特性對(duì)于深層次探究細(xì)胞生命的奧秘有著重要的意義。研究細(xì)胞特性的諸多方法中，原子力顯微鏡（AFM)以其高精度、范圍廣、能夠在活體環(huán)境下測量等優(yōu)點(diǎn)，成為了納米生物力學(xué)領(lǐng)域最重要工具之一。
　　本文基于自主研發(fā)的AFM納米機(jī)器人系統(tǒng)，結(jié)合改進(jìn)的

2、AFM探針，以及升級(jí)的AFM光學(xué)觀測系統(tǒng)，對(duì)活體細(xì)胞及細(xì)胞核進(jìn)行力學(xué)特性原位測試和分析。該方法實(shí)現(xiàn)了活體細(xì)胞及細(xì)胞核的靜態(tài)力學(xué)特性原位測試，為活體細(xì)胞動(dòng)態(tài)原位測試奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，本文設(shè)計(jì)了新式的AFM探針。設(shè)計(jì)充分考慮了活體細(xì)胞原位測試問題、剛度問題、頻率模態(tài)等問題，使得探針具有合理的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。該設(shè)計(jì)使得AFM納米機(jī)器人系統(tǒng)能夠在對(duì)細(xì)胞造成最小損傷的前提下，直接對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行原位測試操作。
　　其次，

3、為了獲得更好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的可視性，對(duì)原AFM納米機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，設(shè)計(jì)、搭建并調(diào)試了側(cè)視-底視觀測系統(tǒng)，改進(jìn)了細(xì)胞測試所用左右操作手臂和細(xì)胞培養(yǎng)皿。改進(jìn)后系統(tǒng)可以直接觀測細(xì)胞測試過程中的探針與細(xì)胞的橫向與縱向位置關(guān)系。
　　最后，本文利用改進(jìn)后系統(tǒng)對(duì)細(xì)胞及細(xì)胞核進(jìn)行原位測試。使用不同探針在相同速度下，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了壓痕實(shí)驗(yàn)，得到力-位移數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，得到細(xì)胞在不同探針下的細(xì)胞靜態(tài)力學(xué)特性結(jié)果。
　　所研制