生物納米壓痕儀是探究細胞力學的神器-技術前沿-資訊-生物在線

生物納米壓痕儀是探究細胞力學的神器

作者:杭州軒轅科技有限公司 2023-06-25T11:07 (訪問量:14970)

  細胞是生命基本單位,具有極為復雜的結構和功能。細胞內部存在著眾多的分子和細胞器,它們相互作用,形成了一個完整的系統。而細胞力學則是研究這個系統中力學性質的學科。在細胞力學領域中,生物納米壓痕儀是一種非常重要的工具。
  生物納米壓痕儀(BioNanoIndentor)是利用原子力顯微鏡(AFM)測量細胞表面形態變化的一種工具。該儀器可以通過向基底施加力來感知細胞內部結構和組分之間的相互作用力,并測量出其所產生的形變。因此,它能夠對細胞材料的彈性、黏度等力學參數進行精確的測量和分析。
  生物納米壓痕儀主要由壓頭、樣品支架、移動平臺和控制系統等組成。在測量過程中,細胞被放置在樣品支架上,然后通過壓頭施加垂直于細胞表面的力,使細胞產生形變。隨著壓頭移動,它會對細胞產生一系列不同的壓力,從而確定材料的力學參數。通過這種方法,可以測量出細胞剛度、黏度等與生物學過程相關的重要參數。
  生物納米壓痕儀在細胞生物學和醫學領域中具有廣泛的應用價值。在癌癥研究中,該技術可以分析腫瘤細胞的剛度和形變,以便更好地了解其生長和擴散機制。此外,它還可以用于評估細胞的機械環境,以及研究細胞與基質之間的相互作用。
如您對此感興趣。
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Optics11成立于2011年,是阿姆斯特丹自由大學(VU)的衍生組織。從那時起,這家初創公司的收入和員工持續增長,成為荷蘭發展最快的公司之一,并具有國際影響力。Optics11 Life提供功能強大的新型納米壓痕儀,與傳統的同類產品相比,使用方便、功能多樣、堅固耐用。主要用于測量復雜、不規則的生物材料,如單細胞、組織、水凝膠和涂層的機械性能。

Piuma Nanoindenter

生物組織、軟物質材料力學性能測試的新方法

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Piuma是功能強大的臺式儀器,可探索水凝膠、生理組織和生物工程材料的微觀機械特性。表征尺度從宏觀直至細胞。專為分析測試軟材料而設計,測量復雜和不規則材料在生理條件下的力學性能。杭州軒轅科技有限公司

主要優勢

內置攝像鏡頭,方便實時觀察樣品臺

實時分析計算測量結果,原始數據并將以文本文件存儲,方便任何時候導入Dataviewer軟件進行復雜處理

探針經過預先校準,即插即用。對于時間敏感的樣品確保了快速測量

光纖干涉MEMS技術能夠以無損的方式測量即使是最軟的材料,并保證分辨率。同時探針可以重復使用Piuma軒轅納米壓痕儀Piuma軒轅納米壓痕儀

技術參數

模量測試范圍

5 Pa - 1 GPa

探頭懸臂剛度0.025 - 200 N/m
探頭尺寸(半徑)

3 - 250 μm

最大壓痕深度100 μm
傳感器最大容量200
測試環境air, liquid (buffer/medium)
粗調行程

X*Y:12×12 mm Z:12 mm

加載模式

Displacement / Load* / Indentation*
測試類型

準靜態(單點,矩陣)

蠕變,應力松弛

DMA動態掃描 (E', E'', tanδ)

動態掃描頻率*
0.1 - 10 Hz
內置擬合模型Young's Modulus (Hertz / Oliver-Pharr / JKR)
*為可選升級配置


Fiber-On-Top 探頭

新型光纖干涉式懸臂梁探頭,利用干涉儀來監測懸臂梁形變。638115393727713280157.jpg


相較于原子力顯微鏡或傳統納米壓痕儀

創新型光纖探頭,彌補了傳統納米壓痕儀無法測試軟物質的問題,也解決了AFM在力學測試中的波動大,操作困難、制樣嚴苛等常見缺陷。


背景噪音低:激光干涉儀抗干擾強于AFM反射光路

制樣更簡單:對樣品的粗糙度寬容度高于AFM

剛度選擇更準確:平行懸臂梁結構有利于準確判別壓痕深度與壓電陶瓷位移比例關系,便于選擇合適剛度探頭來保證彈性形變關系的穩定性,進而獲得重復率更高、準確性更好的數據



內置分析軟件

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借助功能強大而易于操作的軟件,用戶可以自由控制壓痕程序(載荷、位移等)。自動處理曲線的流程,可以獲得數據和結果的快速分析


原始參數完整txt導出,便于后續復雜處理的需要


利用Hertz接觸模型從加載部分計算彈性模量,與常用的Oliver&Pharr方法相比,更為適合生物組織和軟物質材料特性



視頻介紹


近期文獻



年 份期 刊題 目
2022Advanced Functional MaterialsEngineering Vascular Self-Assembly by Controlled 3D-Printed Cell Placement
2022BiomaterialsHydrogels derived from decellularized liver tissue support the growth and differentiation of cholangiocyte organoids
2021Biofabrication3D bioprinting of tissue units with mesenchymal stem cells, retaining their proliferative and differentiating potential, in polyphosphate-containing bio-ink
2021nature communicationsJanus 3D printed dynamic scaffolds for nanovibration-driven bone regeneration
2020Environmental Science & TechnologyEffect of Nonphosphorus Corrosion Inhibitors on Biofilm Pore Structure and Mechanical Properties
2020Acta BiomaterialiaA multilayer micromechanical elastic modulus measuring method in ex vivo human aneurysmal abdominal aortas


















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