基于AFM的癌細(xì)胞機(jī)械特性和表面形貌研究.pdf

1、針對(duì)癌癥病變機(jī)理及早期診斷的瓶頸問題，在微觀水平從機(jī)械力學(xué)及細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)角度揭示癌細(xì)胞的特性變化，提出基于原子力顯微鏡細(xì)胞機(jī)械力學(xué)特性及表面微觀形貌的研究，探索分辨率在納米水平的細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)及機(jī)械力學(xué)特性的變化規(guī)律，為癌癥的早期預(yù)報(bào)提供理論基礎(chǔ)與參數(shù)依據(jù)。在癌變細(xì)胞的研究中，人們發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞發(fā)生癌變后，形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，癌變細(xì)胞的機(jī)械特性隨之改變。通過癌變細(xì)胞的機(jī)械特性及微觀形貌的變化規(guī)律的測(cè)量與分析，能提高癌癥診斷準(zhǔn)確率。本文

2、結(jié)果表明：癌(正常)細(xì)胞中間比周圍彈性模量小，正常細(xì)胞比癌細(xì)胞彈性模量值大。
　　首先，在大氣條件下對(duì)癌細(xì)胞和正常細(xì)胞分別進(jìn)行掃描，建立了利用正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和利用分形理論分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，優(yōu)化掃描參數(shù)，觀察癌細(xì)胞和正常細(xì)胞表面形貌的異常。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明少突膠質(zhì)細(xì)胞的最佳掃描參數(shù)是掃描電壓2V，掃描頻率2Hz，積分增益為1V，比例增益為3V，分析發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞表面細(xì)微結(jié)構(gòu)清晰，且分形維數(shù)比癌細(xì)胞數(shù)值大。
　　其次，應(yīng)用掃描后的優(yōu)

3、化參數(shù)將細(xì)胞定位掃描，實(shí)現(xiàn)了癌變細(xì)胞的不同部位壓痕實(shí)驗(yàn)，并按照赫茲接觸理論計(jì)算壓痕，進(jìn)而計(jì)算彈性模量。在每個(gè)細(xì)胞上選擇9個(gè)區(qū)域，在這9個(gè)小塊中分別有一個(gè)小矩陣壓痕點(diǎn)并得到彈性模量，建立了比較不同類型的細(xì)胞同區(qū)域、同細(xì)胞不同區(qū)域的彈性模量的方法。結(jié)果表明：癌細(xì)胞中間比周圍軟，正常細(xì)胞比癌變的細(xì)胞硬，兩者相差3個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　接著對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)，并研究不同頻率對(duì)于存儲(chǔ)模量和損失模量的影響，分析細(xì)胞的粘彈性變化和癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移