产品名称:细胞力学综合分析系统之细胞膜力、张力和刚度测量分析
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世联博研提供SENSOCELL细胞力学综合测定平台可以在细胞力生物学研究中进行前所未有的实验。我们的光镊装置与特的直接力传感器技术相结合,使您能够操纵、变形和机械刺激细胞或内源性结构,如细胞膜、细胞核、囊泡和其他细胞器,同时跟踪所涉及的体内生物力,即使在活细胞和组织内

SENSOCELL 将允许您研究单分子水平的细胞膜机械感受器力和细胞机械转导过程,执行系绳拉动实验和机械刺激细胞。使用我们的自动化主动流变程序来测量细胞或组织等生物样品的机械特性。研究进行细胞核拉伸实验的核力转导。借助 SENSOCELL,您还能够操纵细胞、参与细胞间相互作用并测量细胞间粘附力、细胞亲合力或细胞间接触张力。其他应用包括分析体外 和 体内条件下运动蛋白的活性和动力学,或测量微型游泳器的细胞运动力和细菌的粘附力。

细胞膜力、张力和刚度测量

世联博研提供SENSOCELL细胞力学综合测定平台允许您对培养细胞和外植体进行细胞膜系绳拉动实验,以评估其机械特性和局部细胞膜张力。使用 LightAce 的可编程例程以简单易行的方式自动化您的定制系绳拉动实验。通过使用外部微球进行压痕测试来测量局部细胞膜刚度。应用细胞膜变形或进行细胞拉伸实验,直接在细胞膜本身上施加光学捕获力或使用粘附的微球作为手柄,同时测量实验中使用的每个光学陷阱的力。

应用示例 1.膜系绳拉动神经元和 HELA 细胞。

应用示例 2.在双阱实验中通过直接在细胞膜上施加力来拉伸细胞。

相关应用:施加局部张力以激活机械敏感离子通道

您想 用您的生物系统样品尝试世联博研提供SENSOCELL细胞力学综合测定平台吗?行动起来吧, 联系我们吧! 

膜系绳拉动神经元和 HELA 细胞


光子科学研究所 (ICFO)的Michael Krieg 博士提供。

使用 世联博研提供SENSOCELL细胞力学综合测定平台,通过将 1 ?m 光捕获荧光珠粘附到神经元上来进行膜系绳牵引实验。当粘附的珠子被拉开时,脂质丝(系链)从细胞表面挤出(图1)。

用光镊在神经元轴突上拉动膜系绳。

光镊神经元轴突系绳牵拉实验 SENSOCELL

图1顶部;在神经元上进行的系绳拉动实验的方案。底部:在一项实验中,捕获的荧光珠朝神经元轴突移动的来回运动。

细胞膜系链在连续的拉动步骤中被拉长,产生力峰值。每次拉动步骤后,珠子都会保持固定一段时间。在此期间,细胞向膜系链添加材料,力信号衰减。使用 SENSOCELL 的可定制例程可以在后续步骤中应用不同的提拉速率。该系统实时监测施加的细胞膜力和珠子位置。

系绳拉动实验中的细胞膜力测量

下面的图 2 显示了每个后续拉动和松弛步骤的力和陷阱位置数据。在这种情况下,系绳以越来越快的速度被拉动,以产生越来越高的力峰值。模型(Datar等人。Biophys J . 2015 Feb 3; 108(3): 489–497用于拟合松弛期间的力衰减响应并提取局部细胞膜张力等信息。

细胞膜力在神经元轴突系绳拉动实验中的应用

图 2在神经元轴突上进行系绳拉动实验期间的力和陷阱位置信号。对于每个后续步骤,提拉速率都会增加。每个拉伸步骤后松弛过程中力数据的拟合以红色显示。

对 HELA 癌细胞进行了相同类型的实验。图3显示了由HELA癌细胞产生并附着到拉珠上的形成的膜系链。

用光镊牵引 HELA 癌细胞的膜系链。

图 3在实验过程中由附着在微球细胞上的 HELA 癌形成的膜系链。

类似地,图 4 显示了在 HELA 癌细胞上进行的两个不同实验获得的力和陷阱位置数据(蓝色和红色数据分别代表高拉速和低拉速)。请注意,由于所选的拉力方向,力信号具有负号。

HELA 癌细胞系绳拉动实验中的细胞膜力测量。

图 4在 HELA 癌细胞上进行的两个不同实验(蓝色和红色数据)中获得的力和陷阱位置数据。蓝色数据所施加的拉动速率高于红色数据。

细胞膜系绳拉动视频

使用 LightAce 自定义拉动轨迹


 

相关出版物:

 

   Ravi  Das、  Li-Chun  Lin、  Frederic  Català-Castro、  Nawaphat  Malaiwong、  Neus  Sanfeliu、  Montserrat  Porta-de-la-Riva、  Aleksandra  Pidde、  Michael  Krieg。非对称机械代码密码曲率依赖性本体感受器活动” 科学进展 2021 年 9 月 17 日, 7 卷, 38 期DOI:10.1126/sciadv.abg4617

在双陷阱实验中直接在细胞膜上施加力来拉伸细胞


内部研发

在此示例中,我们展示了在酵母细胞上进行的细胞拉伸实验。实验分三步完成,如图1所示。没有使用珠子来捕获和拉伸细胞。光学捕获力可以施加在可捕获的细胞结构上,在这种情况下是细胞膜本身,并通过我们的力谱技术直接测量,无需任何预先校准。

细胞膜力在实验中细胞拉伸中的应用。

图1一步,两个光陷阱位于酵母细胞上共享相同位置(1);同时跟踪陷阱 1(红线)和陷阱 2(黄线)的细胞膜力。初,F 1 =F 2 =0。其次,当陷阱 2 移开 (2) 时,会施加拉伸,并且根据牛顿三运动定律,F 1 =-F 2后,陷阱 2 返回到其初始位置 (3),系统松弛直至 F 1 =F 2 =0。

细胞拉伸视频。力直接施加在细胞膜上

下图绘制了获得的施加力与拉伸比数据的关系,显示了粘弹性材料典型的 S 形曲线行为。

光镊获得的细胞拉伸实验数据

图 2酵母细胞拉伸实验的施加力与拉伸比。

使用我们的技术与细胞膜力或膜变形实验相关的其他出版物:

 

图里、F. Pezzano、F. Català-Castro、H.- M. H?kkinen、S. Jimenez-Delgado、M. Colomer-Rosell、M. Marro-Sanchez、Q. Tolosa-Ramon、S. Paz-Lopez、MA Valverde、P. Loza-Alvarez、M. Krieg、S. Wieser 和 V. Ruprecht,“细胞核测量细胞本体感觉的形状变化,以控制动态细胞行为” ,科学 |  2020 年 10 月 16 日:卷。370、问题 6514 或 2644。DOI:10.1126/science.aba2644

 R. Ombid、G. Oyong、E. Cabrera、W. Espulgar、M. Saito、E. Tamiya 和 R. Pobre,“利用单细胞微流体对单核 THP-1 白血病细胞膜弹性进行体外研究”  辅助光学捕获系统,”Biomed。选择。快报 11,6027-6037 (2020)。

自然通讯

伊恩·安德鲁、布莱恩·法尔科内斯、塞巴斯蒂安·赫斯特、尼梅什·查哈雷、力加载率通过强化和流化驱动细胞机械传感”  Nature Communications  12,  4229 (2021) https://doi.org/10.1038/s41467-021-24383-3