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专利号: 2017103980170
申请人: 湖南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种细胞牵引力与粘弹性的同时定量测定方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)将AT切石英晶体与BT切石英晶体置于培养皿或检测池内,所述AT切石英晶体与BT切石英晶体具有相同频率、表面形态和/或修饰了相同的表面黏附分子;

(2)向培养皿或检测池中加入待测细胞,通过如下公式测定出细胞在黏附时间为t时的细胞牵引力ΔSt:ΔSt=(KAT-KBT)-l[tqATΔftAT/frAT-tqBTΔftBT/frBT]   (Ⅰ)-l2 2 -1 -l2 2 -1

式(Ⅰ)中,KAT=2.75×10 cmdyn ,KBT=-2.65×10 cmdyn 分别为AT切石英晶体与BT切石英晶体的应力系数;frAT为AT切石英晶体的谐振频率、frBT为BT切石英晶体的谐振频率,tqAT为AT切石英晶体的厚度、tqBT为BT切石英晶体的厚度,均为常数;ΔftAT,ΔftBT分别为AT切、BT切石英晶体在任意时间t相对于其参考点的频移。

当ΔSt为负号时,表明细胞本身受到的应力是压应力,细胞处于收缩状态,对应细胞外基质受到一大小相等方向相反的张应力;当ΔSt为正号时细胞本身受到的力为张应力,细胞处于铺展状态,对应细胞外基质受到一大小相等方向相反的压应力;

由ΔS引起的AT切与BT切晶体频移变化分别为:

Δf,sAT=frAT KATΔS/tqAT   (Ⅱ)

Δf,sBT=frBT KBTΔS/tqBT   (Ⅲ)

细胞黏附引起的总的频移由三部分组成:

ΔfAT=Δf,sAT+Δf,mAT+Δf,viscoAT   (Ⅳ)ΔfBT=Δf,sBT+Δf,mBT+Δf,viscoBT   (Ⅴ)式(Ⅳ)和式(Ⅴ)中,S,m,visco分别为表面应力、质量与粘弹性引起的频移;已知了表面应力引起的频移后,质量与粘弹性引起的频移变化为:Δf,mAT+Δf,viscoAT=ΔfAT-Δf,sAT  (Ⅵ)Δf,mBT+Δf,viscoBT=ΔfBT-Δf,sBT   (Ⅶ)在电极上修饰了细胞黏附分子而使细胞与传感器形成黏着斑与紧密接触,细胞-传感器距离大为减小致可忽略,细胞层厚度相对于声波探测深度为半无限粘弹性介质时,细胞的粘弹性参数,包括细胞层存储模量与损耗模量通过如下公式定量求出:细胞存储模量G′=π2Zq2(ΔR2/16π2Lq2-Δf2)/ρliqfr2   (Ⅷ)细胞损耗模量G″=-πZq2ΔfΔR/2Lqρliqfr2   (Ⅸ)式(Ⅷ)和式(Ⅸ)中Zq、Lq、fr分别为石英晶体的声阻抗、动态电感与谐振频率,为常数;

ρliq为培养基的密度、近似为水的宻度,为常数;ΔR为AT或BT切石英晶体在任意时间相对于其参考点的动态电阻变化;Δf是AT或BT切石英晶体扣除了表面应力部分之后的频移;

此外,细胞的粘弹性还可由细胞粘弹性指数CVI由式(Ⅹ)来半定量表征:CVI=ΔR/Δf   (Ⅹ);

式(Ⅹ)中Δf是扣除了表面应力部分之后的频移。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述细胞黏附分子包括能与跨膜蛋白、力敏分子整合素相互作用的细胞外基质分子;能与跨膜蛋白、力敏分子整合素相互作用的细胞外基质生物模拟分子;能与细胞表面受体相互作用的分子;与细胞表面作用而促进细胞黏附的分子。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述能与跨膜蛋白、力敏分子整合素相互作用的细胞外基质分子为纤黏连蛋白、层黏连蛋白、玻璃黏连蛋白或胶原蛋白;所述能与跨膜蛋白、力敏分子整合素相互作用的细胞外基质生物模拟分子为含有RGD黏附序列多肽;所述能与细胞表面受体相互作用的分子为能与细胞表面钙黏蛋白相互作用的分子;所述与细胞表面作用而促进细胞黏附的分子为poly-l-lysine。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述公式中,tqAT=0.1661/frAT;

tqBT=0.2536/frBT。