JPK 악기에 의한 생물 학적 샘플의 탄성 속성을 결정하는 원자 힘 현미경을 사용하여

: : AZoNanotechnology 기사

다루는 주제

소개
헤르츠 모델
문제는 고려해야 할
샘플 등록
범위에 맞는
프로브의 선택
압입 실험의 예
프로브의 준비
압입 실험을 수행
데이터 처리
시스템 테스트
결론

소개

nanoindentation에 대한 원자 힘 현미경 (AFM)을 사용하는 것은 생물 학적 샘플 (그림 1)에 대한 탄성 계수와 같은 탄성 특성을 결정하기 위해 유용한 도구로 떠오르고있다. Cantilevers은 세포 또는 조직처럼 작고 inhomogeneous 샘플 현지 테스트를 허용 소프트 nanoindenters 역할을합니다. 관심 다양한 모델의 매개 변수를 계산하는 데 사용됩니다,하지만 그들 대부분은 헤르츠 모델에 기초하고 indenters '모양 또는 시료의 두께에 관한 실험 조건에 맞게 확장됩니다.

그림 1. 다른 생물 학적 재료에 대한 영의 계수의 개요

세포의 Nanomechanical 분석은 암 발달 생물학과 같은 다양한 분야에서 점차 중요 해지고 있습니다. 정상 및 유해한 세포의 강성에 차이가 발견되었습니다 또한 세포 강성 감소와 전이성 잠재력의 변화가 표시됩니다. zebrafish의 배아 레이어 progenitors의 세포 피질의 긴장을 결정하는 것은 외부의 뜻, meso 및 endodermal 전구 세포의 강성에 차이를 공개했다. 발달 생물학 분야에서 또 다른 예제는 성장 기판의 기계적 테스트입니다. 이 응용 프로그램은 세포 계보 (Lineage) 사양에 대한 매트릭스 탄성의 중요한 역할을 공개했다. 그들의 세포외 환경뿐만 아니라 세포뿐만 아니라 구성 요소, 콜라겐 원섬유 같은 그들의 기계적 성질에 대해 테스트되었습니다 [17]. 이 방법론의 가능성은 널리 서로 다른 매트릭스 재료의 탄성 특성을 설명하기 위해 생물학과 다른 학문에서 사용됩니다.

이 보고서는 AFM 기술을 사용하여 탄성 실험의 응용 프로그램과 인수를 설명합니다. 가장 일반적으로 사용되는 모델의 개요는, 허츠 모델은 주어진되고 생물 학적 샘플 사용에 대한 가정과 결과 제한이 상세하게 설명되어 있습니다.

헤르츠 모델

헤르츠 모델은 무한히 확장 절반 공간을 점유 등방성 및 선형 탄성 고체로 샘플을 대략. 또한 그것은 indenter이 indenter와 샘플 사이에 추가 상호 작용이 없다는 deformable되지 않으며 것으로 간주됩니다. 이러한 조건에 맞지 않을 경우 샘플의의 영 계수 (E)를 장착하거나 Hertzian 모델을 사용하여 계산하실 수 있습니다. 샘플 및 들여쓰기 프로브의 속성을 설명하는 몇 가지 매개 변수를 지정해야합니다.

그림 2. 톱 페이지 - 압입 실험 스케치. 캔틸레버는 거리 Z (높이 (측정))에 의해 샘플을 향해 이동합니다. 캔틸레버는 (X) 샘플가로 들여이다 반면 반대 방향으로 굽힘입니다. 마지막은 높이 (측정)에서 캔틸레버 편향을 빼서 계산합니다. 하단 - (X) 팁 - 샘플 분리 (강제 압입 곡선)을 파생 절곡 캔틸레버에 대한 높이의 정정의 도식.

들여쓰기 측정 (강제 분광 모드)에서 얻은 데이터는 일반적으로 압전 변위가 아닌 팁 샘플 분리에 대한 무력의 플롯입니다. 헤르츠 모델을 적용하려면 곡선은 그림 2에 설명되어로 변환해야합니다.

헤르츠 모델 따라서 들여쓰기 깊이가 최적화되어야, 샘플의 두께에 비해 neglectable 수 들여쓰기를 가정합니다. 헤르츠 모델은 기판이 계산 영향을 미치지 않습니다 작은 톱니 (세포의 높이 5-10%, 어쩌면 200-500 nm의 최대 말씀)에 대해 유효합니다. 팁 형상 모델은 근사치 경우 압입 깊이에서 추가 제한이있을 수 있습니다. indenter은 구체있다면 그것에 맞게하는 것이 더 쉽습니다와 근사치가 작은 톱니에 대한 합리적인이기 때문에 자주 포물선 모델이 사용됩니다. JPK의 IP 소프트웨어는 여기에 표시된 모든 indenter 모양 자동으로 피팅을 제공하므로이 근사를 만들 필요가 더 이상 없습니다.

문제는 고려해야 할

헤르츠 모델은 세포 또는 다른 생물 학적 샘플을 검사하는 경우에는 진정으로 충족되지 않은 몇 가지 가정을합니다.

이 섹션에서는 이러한 편차가 논의되고 가장 신뢰할 수있는 측정을 만드는 방법.

샘플 등록

헤르츠 모델은 절대 탄성 행동뿐만 아니라 시료의 균질성을 가정합니다. 그러나 대부분의 생물 학적 자료도 균질하지도 절대적으로 신축성이 있습니다. indenter에 의해 전달되는 에너지가 완전히 세포에 의해 다시 주어진 (그것이 절대적인 탄성 소재로 할 수처럼)뿐만 아니라, 연장과 사이의 히스테리 시스로 표시 점성 및 플라스틱 행동 때문에 없어져요없는 것은 힘 곡선의 일부를 철회 (그림 3). 다른 들여쓰기 판매율이 테스트하는 경우 점성 행동의 변화가 표시됩니다. 높을수록 로딩 속도, 작은 들여쓰기와 겉보기 강성 높은. 이 동작을 설명하는 시간 척도는 휴식 시간 및 각 점성 / 점탄성 재료 다릅니다. 세포 물질은 압입 탐사에서 멀리 이동하는 시간이 있기 때문에 휴식 시간 가까운 판매율을 사용하면, 낮은 강요하게됩니다. 샘플 자료 높은 저항 및 전반적인 상호 작용에서 높은 판매율 결과 (힘은 들여쓰기가 아니라 속도와 단계에있다) 더 탄력있다. 일반적으로 각 실험에 대해 동일한 초기 조건을 가지고이 매개 변수의 일관성을 유지하는 것이 최선입니다. 그러나 그것은 그들의 구성 (핵의 크기, cytoskeleton 등 구성)에서 크게 다를 수 있기 때문에 각각의 재료 또는 셀 유형 자체 휴식 시간을 가지고 잊혀 지진 않을 것입니다.

그림 3. 강제 거리 곡선이 살아있는 CHO 세포 (스캔 속도 5 μm의 / s의)에서 찍은. 추적 (적색)와 되돌아가서 (어두운 빨간색) 곡선은 명확하게 세포의 점성 및 플라스틱 행동에 히스테리 시스 때문에 표시됩니다.

샘플 Inhomogeneity도 즉 indenter가 실제로 세포가 다양한 구성 요소를 (glycocalix 같은 멤브레인 확장, 핵, 또는 organelles)이 인치 눌러있는 레이어 또는 구성 요소에 따라 압입 깊이에 따라 영의 계수의 변화와 같은 유물이 발생할 수 있습니다 그 다른 강성을 반영하실 수 있습니다. 연락 지점은 이러한 변화와 프로브의 상호 작용 및 표면을 덮고있는 샘플 표면 또는 분자의 고통이다. 이러한 곡선은 종종 E는 샘플 실제보다 부드럽고로 계산됩니다 매우 얕은 접촉 지점을 보여줍니다. 탐사선이 곡선의 얕은 부분 뒤에있는 적절한 표면에 도달하면 샘플의 "진짜"강성 따라서에서만 측정됩니다. 그러면 맞지는 강제로 들여쓰기 - 곡선 (그림 4)의 접촉 지점과 일치하지 않습니다. 헤르츠 모델 샘플의 균질성 및 샘플과 프로브 사이에 상호 작용을 가정 있기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 마지막으로, 당신이 조사하려는 구조를 나타내는 곡선의 부분에 초점을 항상 중요하다.

그림 4. 힘 대 들여쓰기 곡선은 헤르츠 모델 장착되어 세포에서 파생된. 동일한 곡선 처음 200 NM (위)의 들여쓰기에 장착되어, 400 nm의 (아래)의 전체 들여쓰기 범위 둘째되었습니다. 첫 번째 곡선의 장착 접점 두 번째 곡선의 접촉 지점에서 다른이기 때문에 분명히 탐사선이 두 가지 다른 레이어를 통해 밀고. 세포 표면의 강성을 설명하는 최초의 곡선,의 전자 모듈은 16 kPa, 35 kPa에 대한 세포질의 테 전자 모듈로 간주 될 수있는 두 번째 곡선, 중 하나에 대한 것입니다.

범위에 맞는

또한 중요 탄성 계산을위한 최적의과 재현성 결과를 얻을하는 데 사용할 수있는 적합한 범위를 찾을 수 있습니다. 마찬가지로 강력하게 접촉 지점 주변의 매우 낮은 톱니에 변동하지만 마침내 주로 기판 강성의 결과로, 다시 증가 증가 들여쓰기와 고원에 도달 E 위 섹션에서 설명한 (유리 슬라이드 등, 그림 5, 하단 참조). 따라서 패인 구조의 높이가 고려해야 할 강하게됩니다. 기판이 계산 영향을 미치지 않습니다 어디 헤르츠 모델 (세포, 어쩌면 200-500 nm의 높이의 5-10%까지 말씀) 작은 톱니에 대해서만 유효하며 들여쓰기의 기하학의 도형과 일치 어디 indenter. 위의 헤르츠 섹션에서 설명하는 최적의 범위를 찾을 수있는 가장 좋은 방법은 상대적으로 높은 들여쓰기와 강제 거리 곡선을 기록하고 해당 강제 압입 곡선의 각 지점에 대한 E 맞게하는 것입니다. E는 영률 (그림 5, 가운데)을 결정하는 데 사용해야하는 상수 값을 대한 경향을 시작할 때 들여쓰기를 통해 전자를 계획하면 들여쓰기를 나타낸다.

그러나 inhomogeneous 샘플을 압입 특히 명백한 고원은 없다는 것을 발생할 수 있습니다. 예를 들면 세포가 바로 상대적으로 작은 indenter (예 : 피라미드)를 사용하여 핵 위의 테스트하면 핵이 프로브에 의해 떠밀려 나온 후, 핵 거리 프로브 아래에서 풀 수 있으며 결과는 측정된 계수 바로의 감소이다 (그림 5, 상단).

그림 5. CHO 세포의 E 들여쓰기 비교 곡선은 서로 다른 지역에서 피라미드 indenter로 탐지 : 바로 핵 (위), 핵 (가운데) 옆에있는 지역 위와 셀 (아래)의 가장자리 근처. 오른쪽에만 transiently 핵의 강성을 표시된 여기서 핵 (위) 위의 테스트. 분명히 핵은 다음 E.는 비교적 동질적인 지역 (가운데)를 탐색 감소의 결과로 멀리 약 250 nm의에서 시작 세포질의도 들여쓰기를 발표했다. 셀 가장자리 (하단)의 들여쓰기는 상대적으로 낮은 톱니에서 시작 E의 두 번째, 기판 의존 증가로 연결됩니다.

그림 5의 세 곡선은 동일한 세포에서 파생하고 정확하게 동일한 조건에서 동일한 프로브와 함께 찍은 사진. E에는 분명 "초"증가하고 따라서 위 E 대 압입 곡선 모두 유리 기판의 영향없이 명백한 또는 전형적인 힌트가 없습니다에도 불구하고 휴대폰 중심에서 가장자리로 겉보기 강성의 증가에 영향을 나타냅니다 기판의. 핵에서 세포의 높이가 1.3 μm의 주위에있는 핵의 주변에서, 0.5 μm의 주변 가장자리에 5 μm의 주위에 측정되었다 있기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 마지막으로 이러한 결과는 기판의 효과가 전자 대 들여쓰기 곡선 이내에 E의 증가뿐만 아니라 세포의 얇은 영역에서 E 값을 증가에 의해서만 볼 수 없다는 것을 보여줍니다.

프로브의 선택

어떤 캔틸레버 사용해야하는 샘플의 강성에 따라 달라집니다. 엄지의 규칙으로 하나는 캔틸레버의 강성이 샘플 강성의 범위 주위해야한다는 마음에 유지할 수 있습니다. 매우 부드럽고 섬세한 아르 셀 주위에 10-30 MN / m의 스프링 상수와 함께 사용할 수있는 부드러운 cantilevers를 사용해야합니다. 아가로 오스 젤 높은 스프링 상수 (30-100 MN / m 또는 이상)과 같은 stiffer 샘플 적합합니다.

고려해야 할 또 다른 포인트는 indenter 형태의 선택입니다. 소프트 생물 학적 샘플 그것은 힘이 낮은 압력 결과 날카로운 피라미드 또는 원추형 팁을 사용하는 경우 경우 것입보다 광범위한 샘플 지역에 적용되어 있기 때문에 구형 프로브를 사용하는 것이 좋습니다. 예제의이 방법으로 침투가 방지됩니다. 그러나 이것은 구면 indenters을 선호하는 유일한 이유는 아니다. 세포 또는 조직은 다른 부품 (핵, cytoskeletal 구성 요소, organelles 구성된 매우 inhomogeneous 아르 ...). 이러한 inhomogeneous 자료에 대한 일반적인 인상을 얻을 20 μm의 비즈와 같은 비교적 큰 indenters가 유용합니다.

단일 세포 또는 다른 세포 부품을 테스트하는 예를 들어 높은 해상도를, 항복하거나 작은 지름의 stiffer 자료 비즈가 (10-10 μm의, 원하는 해상도에 따라 다름) 사용할 수 있습니다 들여쓰기에 압력을 증가. 분야는 항상 최고의 솔루션되지 않습니다. 예제는 아주 작은 크기입니다 혹은 서로 다른 영역 (한 미크론 이상) 높은 해상도에서 테스트해야하는 경우 피라미드 실리콘 질화물 팁 대체 수있다면. 같은 더 많거나 적은 날카로운 팁 단점은 그들이 샘플을 침투하기 때문에 영의 계수 (일반적으로 강성의 감소)의 부정 확한 계산으로 이어질 수있는 과정입니다.

하지만 반면에 그들은 덜 분야보다 glycocalix에서 연장 세포 확장 기능이나 잔류물과 같은 구조에 의해 방해하고 있습니다. 구형 indenters는 종종 이러한 확장 기능을 생각하고, 결과는 (또한 그것이 장착되어 있어야 이유이기도합니다)를 결정하는 것은 매우 어려운 매우 얕은 상담 업무를 담당하고 있습니다. 세포 발생 좀 더 일반적인 문제는 대부분 접촉 지역에서 "어깨"(그림 6)로 표시 강제로 곡선을 왜곡이다. 이러한 왜곡은 다음 두 번째 접촉 지점에 선도, 거리 탐사선에서 슬립 스트레스 섬유 또는 막의 확장 같은 작은 구조와 접촉에서 파생하실 수 있습니다.

그림 6. 왜곡된 것은 2 μm의 구형 indenter를 사용하는 CHO 세포에서 찍은 곡선을 연장.

압입 실험의 예

이 예제에서는 흐름이 살아있는 CHO 세포의 영 계수를 추출이 설명되어 있습니다. CellHesion ® 200 , 자이스 혈구 광학 현미경 (AxioObserver)에 탑재는 들여쓰기 실험에게 수행뿐만 아니라 사용할 줄 구면 탐사 준비하는 데 사용된 CellHesion ® 200 독점적으로 충족하기 위해 개발된 새로운 AFM 기반 장치입니다 세포 부착 및 역학 테스트의 필요합니다. PetriDishHeater의 ™는 세포 WPI 배양 접시에서 성장 이후 샘플 홀더로 사용되었다. 세포는 전체 실험 (37 ° C, HEPES 중간에 버퍼) 동안 생리 조건에서 유지되었습니다.

프로브의 준비

구형 indenters이 중 Novascan (cantilevers에 연결된 0.6-25 μm의 유리 분야)에서 입자 프로브와 같은 특별 공급 업체에서 구입할 수 있습니다, 또는 그들은 cantilevers에 gluing의 분야로 만든 수 있습니다. 이러한 목적 tipless의 캔틸레버에 대한 잘 적합합니다. 팁을 cantilevers를 사용하는 경우주의가 작은 분야가 첨부 특히, 이동해야합니다. 선택한 영역의 직경은 팁 높이보다 특히 경우 영역은 팁 아직 실험에 영향을 미칠 수 있도록 끝에 팁의 측면에 부착이 아닌 것입니다 때문입니다. 실리콘 cantilevers는 15 μm의 주위에까지 조언을했습니다. 따라서 tipless cantilevers 더 나은 선택하거나 짧은 팁 (최대 5 μm의)가 적어도 실리콘 질화물 cantilevers 것입니다.

이 예를 들어 첨부 실리카 영역 (직경 11 μm의)와 tipless 캔틸레버 (화살표 TL1, NanoWorld, K = 0.03 N / m)은 들여쓰기 프로브 (그림 7)로 사용되었습니다. 실리카 비즈는 두 부분 에폭시로 캔틸레버에 연결된 있었지만, 광학 접착제와 같은 다른 biocompatible 접착제도 잘 적합합니다. 이것은 쉽게 분야가 한 부분 인접 부분에 에폭시에 예금하는 현미경 슬라이드를 준비하여 수행할 수 있습니다. 비즈가 액체에 중단하는 경우, 한 방울이 슬라이드에 놓고 건조됩니다. 깨끗한 핀셋의 두 또한 슬라이드에 건조 구슬을 전송하거나 비드 솔루션을 보급하는 데 사용할 수 있습니다. 다음 에폭시의 작은 금액은 블레이드 또는 피펫 팁을 사용하여 비즈 근처에 아주 얇게 전염됩니다.

그림 7. 첨부 11 마이크론 영역과 Tipless 외팔보

캔틸레버 먼저 에폭시로 감소해야합니다. 접근 방식은 표면을 찾기 위해 유리의 깨끗한 지역에서 이루어집니다. 그러면 캔틸레버 팁는 위치 나사와 강제 분광 측정이 접착제로 팁을 찍어 실행을 사용하여 에폭시 패치의 가장자리 위에 위치합니다. 1-0.5 주변 V의 설정값이 충분해야합니다. 제보에 너무 많은 접착제가있다면 그것은 구슬을 통해 흐름과 그것을 추가할 수 있습니다. 이것을 방지하기 위해 하나 이상의 추가 분광 측정은 깨끗한 유리 영역에서 수행되어야합니다. 이것은 초과 접착제를 제거합니다. 마지막으로, 영역을 첨부하려면 다른 힘 곡선은 영역을 통해 위치 끝에으로 실행됩니다.

압입 실험을 수행

microsphere 탐사선이 탑재하고 AFM의 머리에 정상적으로 정렬되었습니다. 자기편 CHO 세포를 포함하는 WPI 페트리 접시는 페트리 접시 히터에 탑재되었으며 온도가 37 ° C.로 설정했습니다 캔틸레버는 다음 보정되었다, 정확하게 샘플에 적용할 수있는 힘을 지정할 수 있도록 결정 스프링 상수 즉. 사용 NanoWizard ® 또는 CellHesion200을 ® 의 교정 관리자 JPK SPM 소프트웨어는 선형 접촉 부분 내에서 강제 커브를 (하드 기판에서 촬영) 피팅과 함께 봄이 상수 결정함으로써 감도를 계산, 보정 프로세스를 통해 사용자를 리드 열 잡음 방식입니다. 교정이 완료되면, 원하는 설정점위원회는 (일반적으로 피코 또는 나노 뉴턴) 뉴턴에 입력할 수 있습니다. 이제 실험을 시작할 수 있습니다.

강제 거리 곡선 직접 다른 세포의 핵 위에 찍은. 상대적으로 높은 setpoints는 이러한 세포의 기계적 성질은 알 수없는 이후 (NN 4까지) 사용되었습니다. 확장 / 속도를 철회할 5 μm의로 / s의 설정이고 폐쇄 루프를 사용했습니다.

데이터 처리

JPK의 IP 소프트웨어는 몇 가지 단계 (그림 8)를 통해 실행하는 힘 곡선에서 나온 영 계수를 추출 가능성을 제공합니다. 모든 작업은 (일반적으로 최소한 액체의) 연락처 지점 불가능의 결정을 부착만한 상호 작용을 포함하지 이후 연장 곡선에 적용해야합니다. 처리의 첫 단계는 오프셋을 제거하거나 기울기 곡선에서와 접촉 지점을 찾아야하는 것입니다. 따라서 옵션 '빼기의 기준'과 선택 수는 '연락 지점을 찾아'을 선택하십시오. 그것은 그들이 변수 맞는 파라미터와 맞는 결과에 어떤 영향을하지 않기 때문에 여기서 오프셋 정확히 접촉 지점이나 기준을 결정하는 중요하지 않습니다. 이것이 헤르츠에 맞지의 일부가 아니므로 모든 기울기는 기준에서 제거되어야합니다. 다음 단계는 압전 운동과 길이의 단위로 캔틸레버 수직 편향의 차이를 복용하여 압입 깊이를 계산하는 기능 '캔틸레버 절곡에 대한 정확한 높이'하는 것입니다. 이제의 영 계수를 추출 헤르츠 모델 장착되어 수 준비 곡선. 등 장착되어 "접점"와 맞는 품질의 매개 변수를 "잔류 RMS"와 같은 다른 값도 표시됩니다.

그림 8. 작업 강제 곡선에서 나온 영 계수를 추출합니다. 첫 번째 단계는 오프셋을 제거하거나 기울기 기준에서와 접점을 찾는 것입니다. 연락처 지점 결정을 최적화하기 위해 곡선은 smoothed 수 있습니다. 다음과 중요한 단계는 들여쓰기를 얻을 수있는 압전 운동에서 절곡 캔틸레버를 뺄이며, 팁 샘플 분리가 생성라는 새로운 채널을 즉. 마지막으로 헤르츠 모델이 적용될 수 있습니다. indenter의 기하학 장착할 수 Poisson의 비율 (생물 학적 샘플 0.5에서 남아있을 수있는)와 데이터 범위뿐만 아니라 지정하는 것입니다.

많은 커브가 기록된 경우에는 모든 설명된 작업이 곡선 (한 폴더 내에)의 배치에 적용할 수있는 처​​리 일괄 처리를 사용하는 가능성이 있습니다.

일괄 처리하기 전에 다음 모든 곡선에 적용할 수있는 최적의 적합한 범위를 찾기 위해 좀 더 자세하게 몇 곡선을 조사하는 데 유용합니다. 전자의 계수가 상수 값을 향해 경향까지 따라서 맞는 범위 stepwise 증가한다. 그림 9에서는 CHO 세포에서 파생된 영의 계수는 들여쓰기에 의존로 꾸몄다 있습니다. 여기 E는 압입 깊이의 약 700-800 nm의에서 지속적인 가치를 데리고 시작합니다. , 곡선의 배열을 조사하고 일괄 처리를 사용하여,이 값은 범위에 맞게 사용해야하는 경우. 물론 맞는 품질은 항상 어느 곡선에서 직접보고하거나 또한 일괄 처리를 사용할 때 생성되는 결과 파일에 적혀있는 잔류 RMS를 비교하여 확인한다.

그림 9. CHO 세포의 E 비해 들여쓰기 곡선. 700 주변 NM 들여쓰기 전자 수준에서 일정한 범위 (PA 450 정도)합니다.

시스템 테스트

젊은의 계수는 종종 세포 및 기타 샘플 기계적 성질을 설명하는 데 사용됩니다. 많은 경우에 같은 실험을 할 의도는 다른 연구자에 의해 만들어진 다른 데이터와 결과를 비교하는 것입니다. 문학 하나를 통해 빗질하는 것은 언제나 유사한 실험의 E 값을 사이의 불일치를 발견하지만, 다른 장치를 사용하여 수행했습니다. 시스템이 작동하는 방법 평가뿐만 아니라, 그것이 자주 탄성이 이미 이와 유사한 시스템으로 설명되어 샘플로 시작하는 유용 기술과 처리에 대한 느낌을 얻을 수 있습니다. 아가로 오스 또는 폴리비닐 알코올과 같은 고분자 젤는 종종 탄성 측정의 원리를 설명하는 데 사용되는 샘플을 welldescribed 있습니다.

세포 실험은 2.5 % 아가로 오스 겔은 11 μm의 구형 프로브를 사용하여 들여되었습니다 수행되었습니다있는 시스템을 테스트하려면. 이 농도의 아가로 오스의 젤은 세포보다 stiffer 때문에, stiffer 프로브는 0.5-5 N / M.의 스프링 상수와 예, 사용할 수있다 이 예제에서 mikromasch (4 N / m)에서 NSC의 캔틸레버가 사용되었습니다. 해당 E 대 압입 곡선은 36 kPa 주위의 마지막 E를 표시하는 그림 10에 표시됩니다. 이 값은 문학 (그림 1)과 잘 동의합니다.

그림 10. E 대 들여쓰기 곡선 4 N / M.의 상수 봄와 11 μm의 구형 프로브를 사용하여 2,5 % 아가로 오스 겔에서 찍은 강제 거리 곡선 계산 마지막 E는 약 36 kPa이다

결론

몇 가지 제한 사항에도 불구하고 헤르츠 모델은 세포와 같은 생물 학적 샘플의 기계적 특성을 표현하기 위해 도움과 일반적으로 사용되는 방법입니다. 등 맞게 범위 또는 샘플의 구성으로 염두에 보관해야 몇 가지 문제가 있습니다. 생물 학적 샘플을 자주 점탄성 동작을 표시하고 그들이 inhomogeneous 있으며, 즉 서로 다른 탄성 특성을 가진 다른 "자료"로 이루어져 있습니다. 알고 정확히 어떤 구성 요소를 정확하게 그것은 샘플과 알게 될 적절히 매개 변수를 조정하는 가장 중요한 것은 그 결과에 의해 설명되어 있습니다.

이러한 모든 문제를 고려하는 것은 합리적이고 재현성 결과를 얻을하는 데 도움이 될 것입니다.

JPK NanoWizard ® II 또는 CellHesion ® 200 조합 전용 샘플 홀더와 같은 PetriDishHeater ™ 또는 BioCell ™는 , 생물 학적 샘플에 대한 탄성 데이터 (수많은 다른 데이터 형식 사이)을 구하는 방법을 제공합니다. 또한 JPK의 의 IP 소프트웨어는 헤르츠의 처리를 위해 취득한 곡선을 준비하는 모든 단계를 통해 사용자에게 도움이 청년의 계수에 대해 계산기를 사용하기 쉽게 제공합니다.

출처 : JPK 악기

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