[发明专利]一种测定细胞粘附力和细胞迁移速率的超低场磁探测方法

说明书

本发明公开了一种测定细胞粘附力和细胞迁移速率的超低场磁探测方法。它包括如下步骤：将所述磁标记的细胞接种于所述修饰的芯片上孵育并磁化所述磁标记的细胞内的磁探针，然后进行细胞粘附力和细胞迁移速率的测定：1)外力干扰上述磁化得到的细胞从芯片上解离，同时采用FIRMS记录得到修饰的芯片上剩磁信号降低的谱图，根据上述谱图，将剩磁信号降低一半时对应的力定义为粘附力计算，即得到细胞的粘附力；2)采用FIRMS记录上述磁化得到的细胞迁移导致修饰的芯片的剩磁信号降低的谱图，根据上述谱图，通过线性拟合计算剩磁信号下降速率计算，即得到细胞的迁移速率。本发明采用FIRMS灵敏地响应外力或细胞自身迁移运动引起的剩磁信号的变化，不受距离的影响。

技术领域

本发明涉及一种测定细胞粘附力和细胞迁移速率的超低场磁探测方法，属于生物医学领域。

背景技术

肿瘤细胞的迁移是肿瘤转移过程中最基本的现象。细胞的迁移能力可反映潜在的肿瘤转移。复杂的细胞迁移过程主要受肿瘤细胞内的基因以及肿瘤细胞外化学因子的驱动。这些因子主要包括增长因子、细胞因子和趋化因子。科学家在近二十年发现除了细胞或者组织内部基因和化学因子的变化外，细胞和细胞、细胞和它们的微环境之间的物理相互作用及机械力在细胞迁移过程中起到非常重要的作用。目前细胞的迁移被描述为受细胞骨架蛋白(肌动和肌球蛋白)以及胞外粘附在时间和空间上相互协调的循环过程。首先，细胞肌动蛋白聚合使细胞极化在迁移方向形成突出；该突出通过与胞外基质粘附形成粘附点；而极化产生牵引的肌动蛋白从细胞边缘延伸至细胞核附近与肌球蛋白一起形成网络结构导致细胞收缩；该细胞收缩作用在细胞前面、强的粘附点上产生牵引力使得细胞后面、弱的粘附点与基底解离而使细胞向前移动。由于粘附力主要通过细胞自身的机械性质控制，同时细胞自身的机械性质又反馈调节着细胞的迁移。因此判断和分析细胞的迁移能力，除了考察细胞的迁移速率外，还可根据细胞的粘附能力来判断。

目前，科学家常用划痕法、示踪法和微孔滤膜培养小室及双室联合培养系统(Transwell试验)法评价和测定细胞迁移速率。同时，科学家发展了较多新的技术平台和方法来测定细胞的粘附力，比如微柱、原子力显微镜(AFM)和光学方法及AFM与光学方法的联合应用等等。每种方法都有各自的优点和局限性。比如微柱法较难实现细胞与基底之间单分子之间的相互作用力。而AFM可以测定细胞表面与基底分子之间相互作用力，其分辨率较高可以测定单分子相互作用力。但是AFM技术明显的不足是未能实现高通量且同时测定大量细胞的粘附力。而且现有的方法较难采用某个平台既可测定细胞的迁移速率同时又可测定细胞的粘附力。

力诱导剩磁谱(FIRMS)技术采用超低场的光学原子磁力仪(atomicmagnetometer)记录磁标记样品的剩磁谱图，它是磁标记样品在外界施加的机械力逐渐增加的过程中从基底上解离从而致使样品剩磁信号逐渐降低而形成的谱图。其中剩磁信号(remanence signal)的下降主要是解离的磁标记样品的运动导致磁探针(NPs)磁偶极的改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定细胞粘附力和细胞迁移速率的超低场磁探测方法，本发明采用FIRMS能灵敏地响应外力或者细胞自身迁移运动引起的剩磁信号的变化，不受距离的影响。

本发明提供的一种测定细胞粘附力和细胞迁移速率的超低场磁探测方法，包括如下步骤：

(1)芯片的修饰和封闭：将所述芯片修饰抗衰蛋白FN，然后采用胎牛血清封闭上述芯片，得到修饰的芯片；依次经氨基化、醛基化和

(2)细胞的磁标记：细胞与磁探针共孵育，得到磁标记的细胞；

(3)细胞的磁化：将所述磁标记的细胞接种于所述修饰的芯片上孵育并磁化所述磁标记的细胞内的磁探针；

(4)细胞粘附力和细胞迁移速率的测定：