單細(xì)胞牽張拉伸壓縮形變與機(jī)械力特性測(cè)試分析系統(tǒng)

——基于微流控技術(shù)的單細(xì)胞機(jī)械力特性精準(zhǔn)、高通量表征 
Single cell mechanics - the easy way 
 
背景： 

單細(xì)胞水平的機(jī)械力特性表征，可以有效闡明細(xì)胞的功能和狀態(tài)，揭示細(xì)胞的單體差異性，對(duì)于細(xì)胞的分化和病理研究，

以及**的早期臨床診斷和**具有非常重要的意義。

該系統(tǒng)基于微流控芯片的方式更適合單細(xì)胞樣本的微環(huán)境**控制、高通量定向操縱及多參數(shù)非特異性檢測(cè)。

 
簡(jiǎn)介： 

該單細(xì)胞高通量牽張與力學(xué)特性測(cè)試分析系統(tǒng),是****臺(tái)用來(lái)高通量測(cè)量、分析單個(gè)懸浮細(xì)胞形變的設(shè)備。

用來(lái)可視化研究討論細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)與其功能之間的關(guān)系 該系統(tǒng)可以安裝在任何相位差顯微鏡上的模塊，溫度穩(wěn)定和激光**。

 單個(gè)細(xì)胞加力模式如下圖：

由兩束細(xì)胞無(wú)損激光夾持細(xì)胞進(jìn)行牽拉或擠壓，進(jìn)而使單個(gè)細(xì)胞受到牽張拉伸或壓縮力刺激。

Optical Stretcher是德國(guó)RS Zelltechnik推出的高通量、全自動(dòng)單細(xì)胞應(yīng)力加載、形變測(cè)量力學(xué)特性分析系統(tǒng)，

該系統(tǒng)采取了*新的微流控和雙束激光技術(shù)，為您帶來(lái)以下優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)渭?xì)胞高通量形變測(cè)量分析、力特性表征和流變分析

• 非接觸、無(wú)標(biāo)記細(xì)胞捕捉和拉伸，確保細(xì)胞**與細(xì)胞無(wú)損傷
• 激光**與微流控高通量**相結(jié)合，細(xì)胞力特性
• 水浴溫度控制單元保證了腔室細(xì)胞的微環(huán)境，測(cè)試培養(yǎng)
• CCD相機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄細(xì)胞形變、分析軟件自動(dòng)測(cè)量分析導(dǎo)出報(bào)告，可同時(shí)熒光測(cè)試標(biāo)志
• OpticalStretcher不再像光鑷那樣需要'分子把柄'而能夠直接作用在細(xì)胞膜上，同時(shí)能夠減少對(duì)細(xì)胞的傷害.
  優(yōu)于AFM和光鑷,該系統(tǒng)利用兩束相對(duì)而行卻未完全聚焦
• 避免聚焦的雷射光，避免雷射光對(duì)細(xì)胞造成輻射傷害
• 測(cè)試分析**且高效高通量
• 10 - 40°C操作環(huán)境
• 使用成本低，無(wú)需其他耗材
• 成本低，無(wú)需重復(fù)購(gòu)買(mǎi)顯微鏡，適合：
  相差顯微鏡，
  熒光顯微鏡，
  共焦交顯微鏡，
  拉曼顯微鏡
  

系統(tǒng)亮點(diǎn)特性： 

1 ）可大量表征單細(xì)胞機(jī)械力特性、操作簡(jiǎn)便、樣品消耗量小

 
該系統(tǒng)的微流控芯片具有與細(xì)胞直徑良好相符性的微納米級(jí)腔道，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的**控制，使其尤其適合單細(xì)胞機(jī)械特性研究分析，該微流控的高通

量技術(shù)便于大量表征單細(xì)胞機(jī)械力特性、操作簡(jiǎn)便、樣品消耗量小、集成和微型化程度高等優(yōu)點(diǎn)，且在分析過(guò)程中

單細(xì)胞懸浮高速流經(jīng)檢測(cè)區(qū)域，該連續(xù)流動(dòng)態(tài)檢測(cè)的特性*大提高了系統(tǒng)的通量。 

2）高速對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行形變，并進(jìn)行機(jī)械特性高速表征，單細(xì)胞高通量流變 

利用兩素未聚焦光進(jìn)行單細(xì)胞形變，并通過(guò)圖形化微柱基地表征細(xì)胞的力特性,高速有效分析單細(xì)胞水平的機(jī)械特性, 高達(dá)300個(gè)細(xì)胞/小時(shí). 

3）非機(jī)械接觸、無(wú)標(biāo)記進(jìn)行細(xì)胞捕捉和拉伸，確保細(xì)胞**與細(xì)胞損傷*小化(Contact-free cell deformation)

利用光延伸器技術(shù)測(cè)試細(xì)胞機(jī)械特性能時(shí)，在非機(jī)械接觸情況下細(xì)胞進(jìn)行捕捉和拉伸，且不需要對(duì)激光進(jìn)行聚焦，能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞損傷*小化。優(yōu)于AFM（原子

力顯微鏡）和光鑷 

4）將光延伸器**性與微流控高通量**相結(jié)合，細(xì)胞機(jī)械特性測(cè)試分析**而且高效 

采用2個(gè)微流道來(lái)輸送細(xì)胞，使兩條光纖垂直分布于通道兩側(cè)并嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)? ，單細(xì)胞隨流體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域時(shí)，首先采用功率較低的光速捕獲細(xì)胞，然后增加

光速的功率使細(xì)胞發(fā)生形變。通過(guò)對(duì)細(xì)胞變形能力的分析，不僅能區(qū)分病變細(xì)胞和正常細(xì)胞，而且可以用于辨別轉(zhuǎn)型特性和非轉(zhuǎn)移特性的癌細(xì)胞。 

5)自動(dòng)化測(cè)量單細(xì)胞力屬性和成像記錄細(xì)胞形變記錄 

對(duì)應(yīng)于用戶(hù)定義的拉伸模式，細(xì)胞被自動(dòng)傳送到測(cè)量區(qū)域由CellStretcher模塊控制所有組件和自動(dòng)測(cè)量細(xì)胞；細(xì)胞形變由系統(tǒng)CCD相機(jī)自動(dòng)記錄，并由

CellEvaluator自動(dòng)提取記錄顯微圖像形變數(shù)據(jù)，CellReporter可視化統(tǒng)計(jì)分析表征參數(shù)。在光學(xué)拉伸加載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中，科研學(xué)者可專(zhuān)注于闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 
6)良好溫控和激光**微環(huán)境罩，操作溫度：10 - 25°C 

測(cè)量技術(shù)指標(biāo)：
1.高通量 : 350個(gè)細(xì)胞/小時(shí)，取決于細(xì)胞樣本

2.細(xì)胞樣品 : 細(xì)胞懸浮液，約106個(gè)細(xì)胞/毫升，0.4 - 1.5毫升細(xì)胞懸浮液

3.細(xì)胞大小: 細(xì)胞直徑 8 - 45um