基于AFM的癌細胞機械特性和表面形貌研究.pdf

1、針對癌癥病變機理及早期診斷的瓶頸問題，在微觀水平從機械力學及細胞微觀結(jié)構角度揭示癌細胞的特性變化，提出基于原子力顯微鏡細胞機械力學特性及表面微觀形貌的研究，探索分辨率在納米水平的細胞內(nèi)部結(jié)構及機械力學特性的變化規(guī)律，為癌癥的早期預報提供理論基礎與參數(shù)依據(jù)。在癌變細胞的研究中，人們發(fā)現(xiàn)正常細胞發(fā)生癌變后，形狀和內(nèi)部結(jié)構會發(fā)生改變，癌變細胞的機械特性隨之改變。通過癌變細胞的機械特性及微觀形貌的變化規(guī)律的測量與分析，能提高癌癥診斷準確率。本文

2、結(jié)果表明：癌(正常)細胞中間比周圍彈性模量小，正常細胞比癌細胞彈性模量值大。
　　首先，在大氣條件下對癌細胞和正常細胞分別進行掃描，建立了利用正交表設計實驗和利用分形理論分析實驗數(shù)據(jù)的方法，優(yōu)化掃描參數(shù)，觀察癌細胞和正常細胞表面形貌的異常。實驗結(jié)果表明少突膠質(zhì)細胞的最佳掃描參數(shù)是掃描電壓2V，掃描頻率2Hz，積分增益為1V，比例增益為3V，分析發(fā)現(xiàn)正常細胞表面細微結(jié)構清晰，且分形維數(shù)比癌細胞數(shù)值大。
　　其次，應用掃描后的優(yōu)

3、化參數(shù)將細胞定位掃描，實現(xiàn)了癌變細胞的不同部位壓痕實驗，并按照赫茲接觸理論計算壓痕，進而計算彈性模量。在每個細胞上選擇9個區(qū)域，在這9個小塊中分別有一個小矩陣壓痕點并得到彈性模量，建立了比較不同類型的細胞同區(qū)域、同細胞不同區(qū)域的彈性模量的方法。結(jié)果表明：癌細胞中間比周圍軟，正常細胞比癌變的細胞硬，兩者相差3個數(shù)量級。
　　接著對癌細胞進行動態(tài)特性的實驗，并研究不同頻率對于存儲模量和損失模量的影響，分析細胞的粘彈性變化和癌細胞的轉(zhuǎn)移