生物纳米压痕仪是探究细胞力学的神器-技术前沿-资讯-生物在线

生物纳米压痕仪是探究细胞力学的神器

作者:杭州轩辕科技有限公司 2023-06-25T11:07 (访问量:7417)

  细胞是生命基本单位,具有极为复杂的结构和功能。细胞内部存在着众多的分子和细胞器,它们相互作用,形成了一个完整的系统。而细胞力学则是研究这个系统中力学性质的学科。在细胞力学领域中,生物纳米压痕仪是一种非常重要的工具。
  生物纳米压痕仪(BioNanoIndentor)是利用原子力显微镜(AFM)测量细胞表面形态变化的一种工具。该仪器可以通过向基底施加力来感知细胞内部结构和组分之间的相互作用力,并测量出其所产生的形变。因此,它能够对细胞材料的弹性、黏度等力学参数进行精确的测量和分析。
  生物纳米压痕仪主要由压头、样品支架、移动平台和控制系统等组成。在测量过程中,细胞被放置在样品支架上,然后通过压头施加垂直于细胞表面的力,使细胞产生形变。随着压头移动,它会对细胞产生一系列不同的压力,从而确定材料的力学参数。通过这种方法,可以测量出细胞刚度、黏度等与生物学过程相关的重要参数。
  生物纳米压痕仪在细胞生物学和医学领域中具有广泛的应用价值。在癌症研究中,该技术可以分析肿瘤细胞的刚度和形变,以便更好地了解其生长和扩散机制。此外,它还可以用于评估细胞的机械环境,以及研究细胞与基质之间的相互作用。
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Optics11成立于2011年,是阿姆斯特丹自由大学(VU)的衍生组织。从那时起,这家初创公司的收入和员工持续增长,成为荷兰发展最快的公司之一,并具有国际影响力。Optics11 Life提供功能强大的新型纳米压痕仪,与传统的同类产品相比,使用方便、功能多样、坚固耐用。主要用于测量复杂、不规则的生物材料,如单细胞、组织、水凝胶和涂层的机械性能。

Piuma Nanoindenter

生物组织、软物质材料力学性能测试的新方法

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Piuma是功能强大的台式仪器,可探索水凝胶、生理组织和生物工程材料的微观机械特性。表征尺度从宏观直至细胞。专为分析测试软材料而设计,测量复杂和不规则材料在生理条件下的力学性能。杭州轩辕科技有限公司

主要优势

内置摄像镜头,方便实时观察样品台

实时分析计算测量结果,原始数据并将以文本文件存储,方便任何时候导入Dataviewer软件进行复杂处理

探针经过预先校准,即插即用。对于时间敏感的样品确保了快速测量

光纤干涉MEMS技术能够以无损的方式测量即使是最软的材料,并保证分辨率。同时探针可以重复使用Piuma轩辕纳米压痕仪Piuma轩辕纳米压痕仪

技术参数

模量测试范围

5 Pa - 1 GPa

探头悬臂刚度0.025 - 200 N/m
探头尺寸(半径)

3 - 250 μm

最大压痕深度100 μm
传感器最大容量200
测试环境air, liquid (buffer/medium)
粗调行程

X*Y:12×12 mm Z:12 mm

加载模式

Displacement / Load* / Indentation*
测试类型

准静态(单点,矩阵)

蠕变,应力松弛

DMA动态扫描 (E', E'', tanδ)

动态扫描频率*
0.1 - 10 Hz
内置拟合模型Young's Modulus (Hertz / Oliver-Pharr / JKR)
*为可选升级配置


Fiber-On-Top 探头

新型光纤干涉式悬臂梁探头,利用干涉仪来监测悬臂梁形变。638115393727713280157.jpg


相较于原子力显微镜或传统纳米压痕仪

创新型光纤探头,弥补了传统纳米压痕仪无法测试软物质的问题,也解决了AFM在力学测试中的波动大,操作困难、制样严苛等常见缺陷。


背景噪音低:激光干涉仪抗干扰强于AFM反射光路

制样更简单:对样品的粗糙度宽容度高于AFM

刚度选择更准确:平行悬臂梁结构有利于准确判别压痕深度与压电陶瓷位移比例关系,便于选择合适刚度探头来保证弹性形变关系的稳定性,进而获得重复率更高、准确性更好的数据



内置分析软件

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借助功能强大而易于操作的软件,用户可以自由控制压痕程序(载荷、位移等)。自动处理曲线的流程,可以获得数据和结果的快速分析


原始参数完整txt导出,便于后续复杂处理的需要


利用Hertz接触模型从加载部分计算弹性模量,与常用的Oliver&Pharr方法相比,更为适合生物组织和软物质材料特性



视频介绍


近期文献



年 份期 刊题 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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