利用原子力显微镜的研究细胞弹性论文

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1、中文摘要摘要癌症是威胁人类生命最严重的疾病之一，氧自由基在癌症的发生过程中起着重要作用。细胞的弹性既能影响细胞的生理功能，也能反映细胞的病理变化。原子力显微镜（AtomicForceMicroscopy，AFM）能对细胞进行形态扫描和力曲线测量，通过相关理论模型分析力曲线得到细胞的弹性。本文详细叙述了AFM力曲线的常见分析模型，对细胞弹性的具体计算方法给出了一定的创新，并且利用AFM研究肿瘤细胞的弹性，以及不同浓度的双氧水对人脐带血管内皮细胞的弹性影响。本文目的是为肿瘤的研究工作、为研究氧自由基对细胞的损伤提供一定的理论数据和

2、基础研究。本文主要内容和结果如下：①利用不同的力曲线分析模型分析力曲线求解细胞的弹性，通过比较可以看出，模型的不同会在一定程度上影响数据分析结果，即使是用同一个分析模型，计算方法的不同也会影响数据分析结果。本文给出了一个较为优化的计算方法，可以显著减小实验结果的方差。②利用AFM对肺癌细胞a549进行细胞形态扫描和力曲线测量。从AFM扫描图上可以看出该细胞呈现出纺锤状，其中长轴约为40-60μm细胞核高度约为3μm。而且从AFM扫描图还可以看到细胞表面并不是光滑平整的，在细胞边缘有一些束状结构，这些结构是细胞浅层的一些骨架结构

3、。对肺癌细胞施加不同的加载速率（0.8-80μm/s）进行AFM力学测量时，发现活细胞表面的弹性模量会随着加载速率的增加而增大，但是当细胞固定后，其弹性则不会发生变化，保持在50kPa左右，比生理条件下肿瘤细胞的弹性大一个数量级。③研究双氧水对细胞的影响。用不同浓度的双氧水处理人脐带血管内皮细胞，利用MTT和AFM实验分别测量细胞凋亡情况以及细胞弹性的变化。实验结果表明，低浓度（不大于0.4mM）双氧水处理内皮细胞后，细胞形态没有明显变化；而当双氧水浓度较高时，细胞形态变化明显，而且细胞调亡率也显著增加。利用AFM对内皮细胞在

4、双氧水处理前后进行力学测量的结果表明，在低浓度下（不大于0.4mM），随着双氧水浓度的增加，细胞的弹性会增大，但是当双氧水浓度超过0.4mM后，随着浓度的增加，细胞弹性开始变小。关键词：原子力显微镜，细胞弹性，氧自由基，力曲线模型I中文摘要ABSTRACTCancerisoneofthemostseriousdiseasesthatthreatenourhumanbeings’health，Oxygenfreeradicals（OFR）playsanimportantroleintheoccurrenceofcancer.Th

5、eelasticityofcellnotonlyhasinfluenceonitsphysiologicalfunction，butalsoreflectsitspathologicalchanges.Theatomicforcemicroscopy（AFM）hasbeenanextremelysignificanttoolforbiologicalmorphologyandmechanicspropertiesofcells，theirelasticmoduluscanbesimulatedinaccordancewithr

6、elevanttheoreticalmodels.Inthispaper，severalcommonAFMforce-curvemodelsarereviewed;specificcalculationmethodonelasticityofcellisproposed.Moreover，theelasticityofcancercell，aswellaschangesofelasticityofhumanumbilicalveinendothelialcell（HUVEC）indifferentconcentrationso

7、fhydrogenperoxide，isanalyzedbyAFM.Themainpurposepresentedasfollowsistoprovidetheoreticaldataandfundamentalresearchforthediagnosisofcancerandexaminationofcell’sdamagearousedbyoxygenfreeradicals.①Simulatetheelasticityofcellbythreeforce-curvemodels.Itindicatesthatthedi

8、fferenceofmodelswillresultinthatofresultstosomeextent，andthesamemodelwillgivedifferentoutcomefortheapplicationofadiversityofcalculationmet