基于AFM的細胞核力學特性原位測試的研究.pdf

1、生物細胞的力學特性與細胞的結構、功能以及細胞的“生老病死”息息相關。細胞本身是由諸多細胞器組成，其中細胞核作為遺傳物質(zhì)的主要載體細胞器，在整個細胞的生命周期中都占有至關重要的作用，研究細胞核的力學特性對于深層次探究細胞生命的奧秘有著重要的意義。研究細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，成為了納米生物力學領域最重要工具之一。
　　本文基于自主研發(fā)的AFM納米機器人系統(tǒng)，結合改進的

2、AFM探針，以及升級的AFM光學觀測系統(tǒng)，對活體細胞及細胞核進行力學特性原位測試和分析。該方法實現(xiàn)了活體細胞及細胞核的靜態(tài)力學特性原位測試，為活體細胞動態(tài)原位測試奠定基礎。主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，本文設計了新式的AFM探針。設計充分考慮了活體細胞原位測試問題、剛度問題、頻率模態(tài)等問題，使得探針具有合理的結構和形態(tài)。該設計使得AFM納米機器人系統(tǒng)能夠在對細胞造成最小損傷的前提下，直接對細胞核進行原位測試操作。
　　其次，

3、為了獲得更好的實驗數(shù)據(jù)，提高實驗的可視性，對原AFM納米機器人系統(tǒng)進行升級改造，設計、搭建并調(diào)試了側(cè)視-底視觀測系統(tǒng)，改進了細胞測試所用左右操作手臂和細胞培養(yǎng)皿。改進后系統(tǒng)可以直接觀測細胞測試過程中的探針與細胞的橫向與縱向位置關系。
　　最后，本文利用改進后系統(tǒng)對細胞及細胞核進行原位測試。使用不同探針在相同速度下，對細胞進行了壓痕實驗，得到力-位移數(shù)據(jù)，并進行分析處理，得到細胞在不同探針下的細胞靜態(tài)力學特性結果。
　　所研制