细胞粘附力测量仪是一种用于精确测量细胞与基质之间相互作用力的专业仪器,在细胞生物学、生物医学工程等领域有重要应用。该仪器通过精确测量细胞与基质之间的相互作用力,帮助研究人员深入了解细胞行为、疾病机制以及开发新的治疗方法。例如,德国JPK公司的CellHesion 200系统,可测量细胞之间、细胞与基底之间的相互作用,还能定量测量细胞弹性和对外加机械压力的细胞响应,提供精确到单个分子的单细胞定量测量结果。其创新方法以高数据质量为细胞相互作用研究提供支持,软件可自动确定与细胞粘附力相关的重要参数。
1、力学加载系统
作用:提供可控的拉力或压力,模拟细胞在实际环境中的受力情况(如流体剪切力、拉伸力等)。
结构组成:
驱动装置:步进电机、压电陶瓷或气动元件,用于施加精确的力或位移。
力传递探头:通常为微米级探针(如玻璃珠、硅胶垫片或磁性微球),直接接触细胞表面。
加载方式:
拉伸模式:通过探针牵拉细胞,测量脱离基底所需的力(如单细胞拉力实验)。
压缩模式:施加垂直压力,检测细胞变形或破裂阈值。
2、位移检测系统
作用:实时监测探头的位移变化,结合力学数据计算粘附力。
技术类型:
光学检测:激光位移传感器或显微成像系统(如CCD相机),分辨率可达纳米级。
电学检测:电容式或电阻式位移传感器,适用于微小位移的快速响应。
3、信号采集与处理系统
数据采集卡:将力学和位移信号转换为电信号,采样率需支持动态过程(如细胞撕裂瞬间)。
软件算法:
计算粘附力(如最大拉力、应力-应变曲线积分值)。
校正探头自身弹性变形对结果的影响。