[实用新型]一种细胞力学的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体地，涉及一种细胞力学的测量装置。

背景技术

细胞的力学参数包括细胞的刚度、粘度等，且所述力学参数与细胞骨架的状态紧密相关，而细胞骨架在细胞迁移、增殖、吞噬以及相关分子信号传导过程中发挥了关键作用。人体各器官组织中的病理生理过程伴随着细胞力学参数的变化，特别是肿瘤细胞，由于其增殖、迁移以及代谢等能力均与正常细胞不同，其力学参数均显著地区别于正常生理组织的细胞。例如，来自于正常膀胱组织细胞系(Hu609与HCV29)的刚度是来自于膀胱癌组织的细胞系(Hu456,T24，BC3726)刚度的十倍；来自于正常乳腺组织细胞系(MCF-10A)的刚度是来自于乳腺癌组织细胞系(MCF-7)刚度的1.4～1.8倍。另外，肿瘤细胞的力学参数还可以反应其对化疗药物的敏感性。研究发现，绿茶粗提物(Green Tea Extract，GTE)可选择性的对肿瘤细胞产生细胞毒性，同时不影响正常细胞，经GTE作用后，肿瘤细胞由于肌动蛋白表达增加，自身刚度也增加；而正常细胞经GTE作用后刚度无显著的变化。

因此，对肿瘤细胞自身力学参数的检测不仅可以应用于临床中癌症的早期诊断以及个性化化疗药物的选择，同时也可为高通量的化疗药物筛选提供定量的依据。

原子力显微术是测量细胞刚度的常用技术手段，然而传统的原子力显微镜只能在液相生理环境中对活细胞的进行检测，获取细胞图像，技术参数要求严格；由于压电陶瓷管式扫描器共振频率低，导致测量效率低、检测精度差，限制了其在高通量细胞力学测试中的进一步应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种细胞力学测量装置，可准确获得细胞的力学参数。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种细胞力学的测量装置，所述测量装置包括样品盘，用于放置细胞样品；测量单元，用于与所述样品盘中的细胞样品接触，获取所述细胞样品的力学参数；以及控制单元，与所述测量单元连接，用于根据所述力学参数控制所述测量单元垂直运动，以改变所述测量单元与所述细胞样品的接触程度，使所述测量单元获取所述接触程度变化期间内所述细胞样品的力学参数。

优选地，所述控制单元根据所述力学参数控制所述测量单元垂直运动包括：所述控制单元将所述测量单元所获取的力学参数与设定值进行比较，用于：在所述力学参数>设定值时，控制所述测量单元垂直向上运动，使所述测量单元与所述细胞样品的接触程度减弱，直到再次获取的力学参数＝所述设定值时停止运动；在所述力学参数<设定值时，控制所述测量单元垂直向下运动，使所述测量单元与所述细胞样品的接触程度增强，直到再次获取的力学参数＝所述设定值时停止运动。

优选地，所述测量单元包括：激光器，用于垂直于所述样品盘发射光束；检测模块，能够垂直运动，用于与所述样品盘中的细胞样品接触并相互作用，同时将所述激光器发射的光束反射成表征力学参数的光斑信号；以及光电转换模块，用于接收所述光斑信号并转换为表征力学参数的电信号并发送至所述控制单元；所述控制单元分别连接所述光电转换模块和检测模块，用于接收所述表征力学参数的电信号，并根据所述力学参数控制所述检测模块垂直运动，以改变所述检测模块与所述细胞样品的接触程度。

优选地，所述检测模块包括：探针检测器，用于与细胞样品接触并相互作用，同时将光束反射成表征力学参数的光斑信号；以及压电陶瓷堆，与所述探针检测器连接；用于由所述控制单元控制，并带动所述探针检测器垂直运动。

优选地，所述测量单元还包括：微调模块，与所述光电转换模块连接，用于调整所述光电转换模块的位置以接收所述光斑信号。

优选地，所述测量单元还包括：图像采集模块，用于实时采集显示有所述检测模块与细胞样品位置关系的图像。

优选地，所述样品盘包括多个测量区域，各所述测量区域均成点阵式的棋盘格分布。

优选地，各所述棋盘格内部具有促进细胞贴壁的促进层，相邻棋盘格间具有抑制细胞贴壁的抑制层。

优选地，所述测量装置还包括：定位台，与所述控制单元连接，且所述定位台上设置有所述样品盘，用于由所述控制单元控制，并带动所述样品盘水平和/或垂直运动，以使所述测量单元测量所述样品盘中同一测量区域的不同细胞样品。

优选地，所述测量装置还包括：位移台，与所述控制单元连接，且所述位移台上设置有所述定位台，用于由所述控制单元控制，带动所述定位台水平和/或垂直运动，以使所述测量单元测量所述样品盘中不同的测量区域的细胞样品。