[发明专利]一种获取纳米探针与单细胞作用机制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及原子力显微镜和细胞力学领域，利用原子力显微镜(AFM)的纳米探针对单细胞进行物理穿透，发明了一种系统分析纳米探针和单细胞作用机制的10项参数法。这对全面认识细胞力学和细胞核力学有重要的发明意义。

背景技术

基于探针技术的单细胞力学研究是目前研究的热点。通过探针对单个细胞作用可以测得细胞的弹性模量、细胞与细胞之间的粘着力、细胞和胞外基质的粘着力。最近，基于原子力显微镜的纳米探针研究活细胞细胞核的力学性能成为了相关学者关注的热点。在测细胞核力学性能的过程中，首先纳米探针会穿透细胞膜，然后继续挤压细胞核，最后穿透细胞核被膜。这个过程可以通过原子力显微镜的力曲线来说明。然而，目前研究人员对纳米探针穿透细胞膜和细胞核的力曲线分析仅集中在测细胞膜和细胞核的弹性模量，忽略了探针穿透细胞膜和细胞核其他重要数据，如探针穿透细胞膜和细胞核所要施加的力，探针穿透细胞膜和细胞核的压入深度等，这些数据对全面了解探针和活细胞的相互作用至关重要。因此，为了全面掌握纳米探针和单细胞作用机制，

发明内容

本发明通过获取纳米探针穿透单细胞过程中的受力变化，通过受力变化的过程从而计算出纳米探针与单细胞之间各个过程的作用机制，计算出能表达各作用过程的具体参数。

本发明一种获取纳米探针与单细胞作用机制的方法，该方法包括：

步骤1：采用纳米探针缓慢作用于单细胞，依次穿透细胞膜和细胞核被膜，记录纳米探针的进针距离与受力变化关系；

步骤2：根据步骤1获得的进针距离与受力变化关系绘制出纳米探针的进针距离与受力作用曲线图；

步骤3：按纳米探针的进针方向在步骤2得到的曲线图上计算出曲线斜率突变的5个点，依次标记为A、B、C、D、E，坐标依次为(x_a,y_a)，(x_b,y_b)，(x_c,y_c)，(x_d,y_d)，(x_e,y_e)，和曲线首末2个点U,V,坐标依次为(x_u,y_u)，(x_v,y_v)。

步骤4：计算出能表示作用机制的参数；

计算探针从开始接触细胞膜到穿透细胞膜的压入深度D₁：D₁＝|x_a-x_b|；

计算探针穿透细胞膜后力下降的斜率k₁：

计算探针穿透细胞膜后探针与细胞作用力的跳变值F_d1：F_d1＝|y_b-y_c|；

计算探针穿透细胞膜需要的力F₁：F₁＝y_b-y_u；

计算探针与细胞膜接触后的最大压入深度D_m：D_m＝x_v-x_a；

计算探针穿透细胞核被膜的压入深度D₂：D₂＝|x_a-x_d|；

计算探针穿透细胞核被膜后力下降的斜率k₂：

计算探针穿透细胞核被膜后探针与细胞作用力的跳变值F_d2：F_d2＝|y_d-y_e|；

计算探针刺入细胞核被膜需要的力F₂：F₂＝y_d-y_u；

计算探针穿透细胞膜后的最大压入深度D_n：D_n＝x_v-x_c；

进一步的，所述步骤3中计算曲线斜率突变的5个点的具体方法为：