[发明专利]生理环境下细胞磁力显微操纵方法和系统

摘要

本发明公开了一种生理环境下细胞磁力显微操纵方法和系统。生理环境下细胞磁力显微操纵的系统是将由磁性探针、探针纳米偏移检测模块、三维位移平台、倒置/正置光学显微镜、磁性探针控制模块及位移控制模块组成的系统置于精密控制的适合细胞体外生长的培养环境中，实现生物细胞体外的操作及实时跟踪观测。细胞磁力显微操纵的方法是基于对细胞磁力显微操作与磁性纳米粒子相结合，利用磁性探针对含有磁性纳米粒子的单个细胞按选择区域逐点测量并记录磁力大小，在纳米尺度同时获得磁力和形貌点阵图像，精确定位磁性细胞和磁性纳米粒子，进而用磁性探针对单个细胞进行操作、移动、搬运、注射及测试，这对纳米生物技术及微纳操纵技术具有指导意义。

主权项

一种生理环境下细胞磁力显微操纵方法，其特征在于：将由磁性探针、探针纳米偏移检测模块、三维位移平台、倒置/正置光学显微镜、磁性探针控制模块及位移控制模块组成的系统置于精密控制的适合细胞体外生长的培养环境中，利用磁性探针对含有磁性纳米粒子的单个细胞按选择区域逐点测量并记录磁力大小，在纳米尺度同时获得磁力和形貌点阵图像，精确定位磁性细胞和磁性纳米粒子，进而用磁性探针对单个细胞进行操作，包括移动、注射及测试；通过探针的磁力或外加电磁力与带有磁性纳米粒子细胞相互作用，探测磁力大小以重构测量区域的磁场分布；在生理环境下，利用倒置/正置光学显微镜进行细胞快速粗定位，选择磁性成像、操作的目标位置；所述带有磁性纳米粒子的细胞的制备方法：利用磁性探针针尖吸附、控制一个或多个磁性纳米粒子并植入选定细胞，获得特定位置带有磁性纳米粒子的细胞，进行磁力显微成像与操纵；或者将细胞和磁性纳米粒子共培养，通过胞吞作用来获得含有一个或多个磁性纳米粒子分布的细胞，进行磁力显微成像与操作；通过探针控制模块选择探针接触与非接触方式进行显微测量与操作；该系统中对细胞磁力显微操纵的系统与细胞体外培养环境的结合使用，可实现对体外活细胞的操作，在纳米尺度同时获得磁力和形貌点阵图像。