心肌細胞收縮力測量

高通量細胞收縮測試裝置

典型應用：

1、心肌細胞成熟度測定
功能性 iPSC 誘導的心肌細胞纖維

2、牽引力測定
細胞在基質上施加的力的量化

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
單個心肌細胞搏動力的量化

世聯博研北京公司測試方案：

一、細胞收縮力高通量檢測多孔板-24、96、384孔板：

圖1：原理圖：

1.1）細胞收縮力測試24孔板

1.2）細胞收縮力測試96孔板

1.3）細胞收縮力測試384孔板

心肌細胞收縮力測量    組織收縮力測試

該可高通量檢測細胞收縮力的多孔板是軟膜底嵌有熒光微圖案的*微孔板，上面有100,000多個均勻分布的X或+形的具有粘性蛋白質微圖案，細胞沉降并附著在其上，嵌入板中的X具有彈性，因此每當細胞收縮時它們就會收縮。 X帶有分子標記，可以發出熒光，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細胞或成千上萬個細胞的一定量的力相關聯。該技術還為研究人員提供了查看單個細胞鈣反應以及它們與細胞強度之間的關系的能力。

該技術也可以用于藥物發現。研究人員可以快速，輕松地測試不同的治療分子，以了解它們如何影響細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計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個患者來源的單細胞(地從疾病起源的人體組織中獲得)獨立地定位并粘附在微圖案上(每個微圖案一個細胞)，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*的吞吐量下對細胞收縮性進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計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個患者來源的單細胞(地從疾病起源的人體組織中獲得)獨立地定位并粘附在微圖案上(每個微圖案一個細胞)，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*的吞吐量下對細胞收縮性進行直觀的基于圖像的評估。

2)基于圖像的受控單細胞收縮性的動力學可視化

—例如，384孔板內的每個附著細胞的微圖案在延長的時間內以精細的時間分辨率被獨立監控，以直接觀察收縮行為的全部范圍，從緊張性收縮到誘導性收縮或松弛，以及任一效應的作用窗口。選擇“x"形微圖案以小化細胞-基底接觸面積，同時大化細胞擴散面積，從而在不同位置產生放大和集中的力。由于每個微圖案都與其他微圖案機械分離，粘附的細胞不會將應變傳遞給相鄰的微圖案，從而確保對群體中每個單個細胞的收縮力進行可靠的評估。

3)單細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單細胞獲得定量和可靠的數據。

可以同時獲取1000多個均勻圖案的單細胞的強大的收縮性數據，并與96-和384孔板格式無縫地集成，以促進大規模的藥物篩選

二、細胞牽引力顯微鏡及微柱陣列介紹

圖4：細胞牽引力顯微鏡

圖5：細胞微柱陣列，可定制剛度、大小、形狀和間距。

細胞微柱陣列介紹

特點：

將細胞培養在具有形貌特征，微柱且具有特定剛度的基質上。 可以以高密度分布微柱以創建細胞施加的力的圖（牽引力顯微鏡），或者它們的大小和排列可以具有細胞大小，因此可用于測量單個細胞的整體收縮力。

●PDMS微柱的偏轉可實現力感測

●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

●單細胞力作圖（牽引力顯微鏡）

●可控的生物功能化

●適應任何細胞培養底物（從培養皿到96孔板）

●與高分辨率光學顯微鏡系統兼容

典型應用：

>單心肌細胞收縮力測定：定量單心肌細胞的搏動力

>牽引力測定：定量細胞在基質上施加的力

可訂購的產品

1、圓形PDMS微柱10 mm蓋玻片：

標準尺寸：24 mm圓形蓋玻片（約170μm厚度）
設計：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

設計：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

細胞在具有特定剛度的包含地形特征、微柱的基質上培養。微柱可以高密度分布以創建細胞施加的力圖（牽引力顯微鏡），或者它們的大小和排列可以是細胞大小，因此可用于測量單個細胞的整體收縮力。

4、可定制的直徑、高度、間距

我們提供帶有微型PDMS微柱的10毫米蓋玻片，用于細胞培養和力評估。

不同的支柱設計和布置適合各種應用，例如牽引力顯微鏡，收縮力和旋轉軸。

通過測量PDMS微柱響應于細胞施加的力的撓度來進行力評估。

直接接種細胞
>多種設計可供選擇
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。

易于觀察細胞及其對微柱變形的影響

> 基于基質的 3D 細胞培養平臺

在大量研究表明細胞微環境有助于指導細胞表型的復雜空間和時間信號域之后，二維細胞培養與細胞自然環境之間的差異問題變得明顯，因此細胞不僅由其基因組定義，而且也受到許多其他影響，包括 ECM、生長因子、激素和其他小分子 。

3D 細胞基質或支架是多孔基質，旨在支持其結構上或內部的細胞生長、增殖和分化，目的是模仿天然 ECM 特征，使基質中的細胞表現得像它們 在體內 。細胞基質應用可分為臨床建模或 體外 方法。臨床方法，如組織工程或再生醫學，旨在使用人工 3D 矩陣修復、維護或改善有缺陷的人體組織 。在這種情況下，必須考慮機械和生物降解性特性，允許結構的形狀和種子細胞在植入后得到充分保護，免受負荷，并確保支架材料可以代謝到體內而不會產生嚴重的毒性作用。 為體外3D 設計的支架  建模旨在允許對細胞生物學進行系統分析，以有助于了解細胞生理學和病理生理學 。在此實驗環境中，3D 矩陣的設計應模擬實驗者試圖模擬的任何細胞微環境的 3D 組織和功能，并進一步關注矩陣對成像和分析工具的可訪問性 。