細(xì)胞收縮性

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
評估 iPSC-CM 的跳動

5、單CM收縮力
單個(gè)心肌細(xì)胞搏動力的量化

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)胞收縮性    凝膠微柱制備

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*的吞吐量下對細(xì)胞收縮性進(jìn)行直觀的基于圖像的評估。

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*的吞吐量下對細(xì)胞收縮性進(jìn)行直觀的基于圖像的評估。

2)基于圖像的受控單細(xì)胞收縮性的動力學(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)胞不會將應(yīng)變傳遞給相鄰的微圖案，從而確保對群體中每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的收縮力進(jìn)行可靠的評估。

3)單細(xì)胞收縮性的自動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——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

例子

hESC-心肌細(xì)胞中鈣瞬變（鈣敏感收縮蛋白的激活）的量化和細(xì)胞收縮和力產(chǎn)生的同時(shí)測量（支柱偏轉(zhuǎn)分析）

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)胞及其對微柱變形的影響

臨床和體外 細(xì)胞基質(zhì)應(yīng)用共同的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)方面是 基質(zhì)宏觀和微觀結(jié)構(gòu)，包括基質(zhì)孔徑和幾何形狀、孔隙率、孔的互連性和表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。這些多孔結(jié)構(gòu)的高表面積允許細(xì)胞向內(nèi)生長和錨定，以及液體和營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸。根據(jù)所培養(yǎng)的細(xì)胞或組織的類型，支架的微孔率對于毛細(xì)血管生長以及細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用很重要，而結(jié)構(gòu)的大孔率對于營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞代謝廢物的運(yùn)輸很重要。

細(xì)胞基質(zhì)可以使用天然和合成材料制造，通常采用水凝膠的形式，具有高含水量的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在該應(yīng)用中顯示出高。天然衍生的聚合物材料，例如膠原蛋白、絲心蛋白、殼聚糖、藻酸鹽和淀粉，是早用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物材料 ，并且通常表現(xiàn)出良好的生物相容性和生物降解性，盡管批次之間的差異性和一些聚合物的加工難度是顯著的缺點(diǎn)。合成聚合物，例如聚乙醇酸 (PLG) 和聚乳酸 (PLA)，雖然通常比其天然對應(yīng)物的生物相容性更低，但為更好地控制關(guān)鍵特性提供了機(jī)會，例如表面體積比、孔隙率和機(jī)械性能 。