LS-AFM 生物型原子力顯微鏡用戶研究進展

佐治亞理工學院

在佐治亞理工學院，Shane Jacobeen和她的研究人員最近在Nature Physics發表了一篇論文“Cellular packing，mechanical stress and the evolution of multicellularity”，借助于使用LS-AFM獲得的數據。 他們研究的是關于細胞簇如何通過破壞細胞內鍵力進化出更大的尺寸。

通過使用LS-AFM的測量力/距離曲線功能，團隊能夠精確定位由于機械應力擠壓而導致的團簇斷裂點（圖1），以及精確施加力的數值。 團簇內的細胞變得更加拉長，釋放空間并減少由細胞生長引起的內應力，延緩團簇斷裂并增加團簇尺寸。

圖1.單個簇的樣品AFM力 - 位移曲線。 力的急劇減小（箭頭）表示壓裂事件。

此外，他們提出的模型突出了改變材料特性在重大演化轉變過程中所起的作用。 該模型顯示了簡單的細胞水平變化如何指導新型集體性狀的出現，向我們展示了生物學和物理學的交織性質。

Jacobeen, Shane, et al. "Cellular packing, mechanical stress and the evolution of multicellularity." Nature Physics14.3 (2018): 286.

Clemson 倫敦帝國學院，哈爾菲爾德醫院

在Clemson的論文工作中，Aesha Yogesh Desai和研究人員利用來自AFMworkshop的LS-AFM可以更好的理解開發跨細胞尺度的細胞力學計算模型。

AFMworkshop開發了一種AFM，允許在AFM尖端的兩側放置兩根碳纖維探針（圖2）。 這允許心肌細胞或心肌細胞的伸展，同時測量機械性能。 使用定制的環境模塊將細胞維持在特定的生理條件下的液體環境中。

通過結合AFM和碳纖維（CF）技術，他們能夠表征作用于孤立心肌細胞的力學和主動及被動力。 這些結果揭示了細胞微環境對細胞力學的影響。

圖2.這些照片顯示了為該研究項目開發的正面光杠桿。 兩個碳纖維探針可用于探測細胞，同時進行AFM測量。 此外，該光杠桿可以用于同時進行膜片鉗和AFM測量。 左：關閉。 右：打開。

細胞生物學和醫學行業都在使用AFM來監測不同的藥理學和遺傳學擾動下在細胞彈性的變化特別感興趣。 與倫敦帝國理工學院合作，心臟生物物理和系統生物學小組正在準備提交關于這項工作的論文以供出版。

由研究人員Peter Kohl博士，Remi Peyronnet博士，Delphine Dean博士和Sujal Desai博士領導，本文將介紹這些研究人員使用AFMWorkshop的LS-AFM進行的大量工作。

Desai, Aesha Yogesh. Manipulating cardiovascular cellular interactions and mechanics: A multidimensional and multimodal approach. Diss. Clemson University, 2016.

New York University Abu Dhabi

研究人員Qasaimeh博士和紐約阿布扎比大學的Deliorman博士正在研究臨床癌細胞的捕獲和原子力顯微鏡分析。 他們的AFM分析是在2017年從AFMworkshop購買的LS-AFM上進行的。

Deliorman博士為LS-AFM設計了一個定制的電動載物臺，并加入了一個加熱的樣品池。 他們的研究已經有了初步結果，他們期望在不久的將來發表這項工作。