《计测技术》推荐文章|天津大学微纳机电系统(M/NEMS)研究团队:基于三维牵引力显微镜的力学测量研究

计量测控 2025-08-18 11:35
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导读

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量化细胞与基底间的力学相互作用是揭示细胞机制的关键。本研究通过将荧光示踪微球嵌入水凝胶基质中,利用牵引力显微镜技术创新性地实现了对乳腺癌细胞迁移过程中施加给基底牵引力的实时测量。测量结果显示,该方法高空间分辨力以及动态实时检测的优异特性可精确解析细胞力学行为的微观特征,为微纳尺度上的细胞力学计测研究提供了技术路径。

基于三维牵引力显微镜的力学测量研究

作者:祁航,章帅华,王艳艳*

作者单位:天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器全国重点实验室

  要:细胞通过细胞外基质感知微环境的硬度、弹性和拓扑结构等物理特性,并借助力学敏感蛋白响应机械刺激来调控其增殖、分化和迁移等行为。因此,精确测量细胞与基质间的机械力对研究力学感知和信号转导至关重要。为测量肿瘤细胞迁移时对基质所施加的牵引力,本文利用牵引力显微镜(Traction Force Microscopy TFM)技术,通过实时监测嵌入基质中的荧光微球位移,并结合基质的力学特性,利用正演法和反演法实现了亚细胞尺度的高精度牵引力测量。测量结果显示肿瘤细胞在所构建的基质上迁移时突触区域产生了约431.9 Pa的牵引力,胞体区域产生了约153.9 Pa的牵引力。该技术凭借其高分辨力、非侵入性以及实时原位检测等优势,为微纳尺度的力学测量提供了新的研究思路。

关键词:牵引力显微镜;细胞外基质;细胞力学;乳腺癌细胞


作者简介

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祁航(1997-),女,博士研究生,主要研究方向为器官芯片、力学生物学。

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王艳艳(1982-),女,副教授,博士,主要研究方向为生物传感技术。



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基于三维牵引力显微镜的力学测量研究(点击查看)

引用格式:祁航,章帅华,王艳艳基于三维牵引力显微镜的力学测量研究[J计测技术, 2025 452): 40-47.

CitationQI H ZHANG S H WANG Y Y. Mechanical measurement study based on three⁃dimensional traction microscopyJ. Metrology & Measurement Technology 2025 452): 40-47.


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编辑:李成成、刘宇轩

排版:马鹤伟

审核:韩冰

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