細(xì)胞收縮力分析系統(tǒng)

高通量細(xì)胞收縮測試裝置

典型應(yīng)用：

1、心肌細(xì)胞成熟度測定
功能性 iPSC 誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞纖維

2、牽引力測定
細(xì)胞在基質(zhì)上施加的力的量化

3、Durotaxis 和 haptotaxis 測定
控制基材剛度

4、3D CM 成熟度測定
評(píng)估 iPSC-CM 的跳動(dòng)

5、單CM收縮力
單個(gè)心肌細(xì)胞搏動(dòng)力的量化

世聯(lián)博研北京公司測試方案：

一、細(xì)胞收縮力高通量檢測多孔板-24、96、384孔板：

圖1：原理圖：

1.1）細(xì)胞收縮力測試24孔板

1.2）細(xì)胞收縮力測試96孔板

1.3）細(xì)胞收縮力測試384孔板

細(xì)胞收縮力分析系統(tǒng)    組織收縮力測試

圖案的*微孔板，上面有100,000多個(gè)均勻分布的X或+形的具有粘性蛋白質(zhì)微圖案，細(xì)胞沉降并附著在其上，嵌入板中的X具有彈性，因此每當(dāng)細(xì)胞收縮時(shí)它們就會(huì)收縮。 X帶有分子標(biāo)記，可以發(fā)出熒光，從而可以成像和量化縮小的形狀。

可以成像和定量，因此研究人員可以將X或十字架的變形與單個(gè)細(xì)胞或成千上萬個(gè)細(xì)胞的一定量的力相關(guān)聯(lián)。該技術(shù)還為研究人員提供了查看單個(gè)細(xì)胞鈣反應(yīng)以及它們與細(xì)胞強(qiáng)度之間的關(guān)系的能力。

該技術(shù)也可以用于藥物發(fā)現(xiàn)。研究人員可以快速，輕松地測試不同的治療分子，以了解它們?nèi)绾斡绊懠?xì)胞力以及是否可以糾正任何潛在的力問題。

在具有可控剛度的彈性薄膜中嵌入用戶設(shè)計(jì)的粘合劑和熒光微圖案，形成非常密集但均勻的陣列(> 120微米/每平方毫米)。100000個(gè)患者來源的單細(xì)胞(地從疾病起源的人體組織中獲得)獨(dú)立地定位并粘附在微圖案上(每個(gè)微圖案一個(gè)細(xì)胞)，它們對(duì)該微圖案施加牽引力并明顯改變其形狀，從而能夠在*的吞吐量下對(duì)細(xì)胞收縮性進(jìn)行直觀的基于圖像的評(píng)估。

1)熒光彈性可收縮表面的微圖案化

—在具有可控剛度的彈性薄膜中嵌入用戶設(shè)計(jì)的粘合劑和熒光微圖案，形成非常密集但均勻的陣列(> 120微米/每平方毫米)。100000個(gè)患者來源的單細(xì)胞(地從疾病起源的人體組織中獲得)獨(dú)立地定位并粘附在微圖案上(每個(gè)微圖案一個(gè)細(xì)胞)，它們對(duì)該微圖案施加牽引力并明顯改變其形狀，從而能夠在*的吞吐量下對(duì)細(xì)胞收縮性進(jìn)行直觀的基于圖像的評(píng)估。

2)基于圖像的受控單細(xì)胞收縮性的動(dòng)力學(xué)可視化

—例如，384孔板內(nèi)的每個(gè)附著細(xì)胞的微圖案在延長的時(shí)間內(nèi)以精細(xì)的時(shí)間分辨率被獨(dú)立監(jiān)控，以直接觀察收縮行為的全部范圍，從緊張性收縮到誘導(dǎo)性收縮或松弛，以及任一效應(yīng)的作用窗口。選擇“x"形微圖案以小化細(xì)胞-基底接觸面積，同時(shí)大化細(xì)胞擴(kuò)散面積，從而在不同位置產(chǎn)生放大和集中的力。由于每個(gè)微圖案都與其他微圖案機(jī)械分離，粘附的細(xì)胞不會(huì)將應(yīng)變傳遞給相鄰的微圖案，從而確保對(duì)群體中每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的收縮力進(jìn)行可靠的評(píng)估。

3)單細(xì)胞收縮性的自動(dòng)化和直觀的圖像分析

—基于該方法的檢測產(chǎn)生直觀、明確的收縮信號(hào)——提供直接的圖像分析，以從成像群體中的每個(gè)單細(xì)胞獲得定量和可靠的數(shù)據(jù)。

可以同時(shí)獲取1000多個(gè)均勻圖案的單細(xì)胞的強(qiáng)大的收縮性數(shù)據(jù)，并與96-和384孔板格式無縫地集成，以促進(jìn)大規(guī)模的藥物篩選

二、細(xì)胞牽引力顯微鏡及微柱陣列介紹

圖4：細(xì)胞牽引力顯微鏡

圖5：細(xì)胞微柱陣列，可定制剛度、大小、形狀和間距。

細(xì)胞微柱陣列介紹

特點(diǎn)：

將細(xì)胞培養(yǎng)在具有形貌特征，微柱且具有特定剛度的基質(zhì)上。 可以以高密度分布微柱以創(chuàng)建細(xì)胞施加的力的圖（牽引力顯微鏡），或者它們的大小和排列可以具有細(xì)胞大小，因此可用于測量單個(gè)細(xì)胞的整體收縮力。

●PDMS微柱的偏轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)力感測

●PDMS微柱的剛度由其尺寸（Durotaxis）控制

●提供幾種微柱幾何形狀和布置

●單細(xì)胞力作圖（牽引力顯微鏡）

●可控的生物功能化

●適應(yīng)任何細(xì)胞培養(yǎng)底物（從培養(yǎng)皿到96孔板）

●與高分辨率光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)兼容

典型應(yīng)用：

>單心肌細(xì)胞收縮力測定：定量單心肌細(xì)胞的搏動(dòng)力

>牽引力測定：定量細(xì)胞在基質(zhì)上施加的力

可訂購的產(chǎn)品

1、圓形PDMS微柱10 mm蓋玻片：

標(biāo)準(zhǔn)尺寸：24 mm圓形蓋玻片（約170μm厚度）
設(shè)計(jì)：直徑為5 ?m； 中心到中心的距離為7 ?m
三種高度可供選擇：2 ?m，6 ?m和12 ?m

2、帶狀柱子的蓋玻片：

3、方形微柱蓋玻片

設(shè)計(jì)：直徑7.5 ?m； 微柱之間的距離為20 ?m

三種高度可供選擇：2 ?m，6 ?m和12 ?m

單細(xì)胞收縮性的自動(dòng)化和直觀的圖像分析

—基于該方法的檢測產(chǎn)生直觀、明確的收縮信號(hào)——提供直接的圖像分析，以從成像群體中的每個(gè)單細(xì)胞獲得定量和可靠的數(shù)據(jù)。

可以同時(shí)獲取1000多個(gè)均勻圖案的單細(xì)胞的強(qiáng)大的收縮性數(shù)據(jù)，并與96-和384孔板格式無縫地集成，以促進(jìn)大規(guī)模的藥物篩選

我們提供帶有微型PDMS微柱的10毫米蓋玻片，用于細(xì)胞培養(yǎng)和力評(píng)估。

不同的支柱設(shè)計(jì)和布置適合各種應(yīng)用，例如牽引力顯微鏡，收縮力和旋轉(zhuǎn)軸。

通過測量PDMS微柱響應(yīng)于細(xì)胞施加的力的撓度來進(jìn)行力評(píng)估。

>多種設(shè)計(jì)可供選擇
可用高密度和低密度微柱以及不同縱橫比的基板。
>兼容高分辨率顯微鏡。
易于觀察細(xì)胞及其對(duì)微柱變形的影響

> 細(xì)胞限制

細(xì)胞限制也可用于通過將其強(qiáng)制為特定幾何形狀（即彎曲的微流體通道）將所需形狀施加到細(xì)胞上，從而研究細(xì)胞形狀和機(jī)械應(yīng)力對(duì)許多特性的影響。細(xì)胞限制已被用于許多不同的細(xì)胞應(yīng)用，包括，例如，研究細(xì)胞骨架與細(xì)胞極性之間的關(guān)系 、限制條件下的細(xì)胞遷移行為 、癌細(xì)胞機(jī)械特性 、細(xì)胞分離，以及基于特定細(xì)胞的可變形性的無標(biāo)記識(shí)別。這些研究中使用的細(xì)胞限制技術(shù)，從利用*的微流體通道幾何形狀 到光學(xué)拉伸器 和慣性力 ，

微流控技術(shù)與細(xì)胞生物學(xué)相結(jié)合，可以對(duì)細(xì)胞微環(huán)境中決定細(xì)胞行為的化學(xué)物質(zhì)和氧氣的空間和時(shí)間梯度進(jìn)行從未有過的控制——這是一種在微觀尺度上定制變量的能力，這是傳統(tǒng)細(xì)胞無法實(shí)現(xiàn)的文化模型。這些專為細(xì)胞生物學(xué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的微流控設(shè)備將 3D 細(xì)胞培養(yǎng)分析與微芯片行業(yè)的微制造技術(shù)相結(jié)合 。聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）是一種硅基材料，是微流控細(xì)胞培養(yǎng)研究中流行的介質(zhì)，通常使用軟光刻技術(shù)制成具有微尺度通道的小芯片 。細(xì)胞微環(huán)境的控制可以通過使用微流控網(wǎng)絡(luò)來傳輸化學(xué)物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)、和氧氣以用戶確定的流速，并通過操縱芯片的微制造和微圖案化過程來控制細(xì)胞-ECM相互作用和施加在細(xì)胞上的剪切力。微流體方法還帶來了能夠處理更小的樣本的實(shí)際好處，可能會(huì)降低細(xì)胞研究的成本，同時(shí)允許將分析標(biāo)準(zhǔn)操作輕松集成到系統(tǒng)中 。