LS-AFM 生物型原子力显微镜用户研究进展

佐治亚理工学院

在佐治亚理工学院，Shane Jacobeen和她的研究人员最近在Nature Physics发表了一篇论文“Cellular packing，mechanical stress and the evolution of multicellularity”，借助于使用LS-AFM获得的数据。他们研究的是关于细胞簇如何通过破坏细胞内键力进化出更大的尺寸。

通过使用LS-AFM的测量力/距离曲线功能，团队能够精确定位由于机械应力挤压而导致的团簇断裂点（图1），以及精确施加力的数值。团簇内的细胞变得更加拉长，释放空间并减少由细胞生长引起的内应力，延缓团簇断裂并增加团簇尺寸。

图1.单个簇的样品AFM力-位移曲线。力的急剧减小（箭头）表示压裂事件。

此外，他们提出的模型突出了改变材料特性在重大演化转变过程中所起的作用。该模型显示了简单的细胞水平变化如何指导新型集体性状的出现，向我们展示了生物学和物理学的交织性质。

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

Clemson伦敦帝国学院，哈尔菲尔德医院

在Clemson的论文工作中，Aesha Yogesh Desai和研究人员利用来自AFMworkshop的LS-AFM可以更好的理解开发跨细胞尺度的细胞力学计算模型。

AFMworkshop开发了一种AFM，允许在AFM尖端的两侧放置两根碳纤维探针（图2）。这允许心肌细胞或心肌细胞的伸展，同时测量机械性能。使用定制的环境模块将细胞维持在特定的生理条件下的液体环境中。

通过结合AFM和碳纤维（CF）技术，他们能够表征作用于孤立心肌细胞的力学和主动及被动力。这些结果揭示了细胞微环境对细胞力学的影响。

图2.这些照片显示了为该研究项目开发的正面光杠杆。两个碳纤维探针可用于探测细胞，同时进行AFM测量。此外，该光杠杆可以用于同时进行膜片钳和AFM测量。左：关闭。右：打开。

细胞生物学和医学行业都在使用AFM来监测不同的药理学和遗传学扰动下在细胞弹性的变化特别感兴趣。与伦敦帝国理工学院合作，心脏生物物理和系统生物学小组正在准备提交关于这项工作的论文以供出版。

由研究人员Peter Kohl博士，Remi Peyronnet博士，Delphine Dean博士和Sujal Desai博士领导，本文将介绍这些研究人员使用AFMWorkshop的LS-AFM进行的大量工作。

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

New York University Abu Dhabi

研究人员Qasaimeh博士和纽约阿布扎比大学的Deliorman博士正在研究临床癌细胞的捕获和原子力显微镜分析。他们的AFM分析是在2017年从AFMworkshop购买的LS-AFM上进行的。

Deliorman博士为LS-AFM设计了一个定制的电动载物台，并加入了一个加热的样品池。他们的研究已经有了初步结果，他们期望在不久的将来发表这项工作。