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单细胞张力测量系统

单细胞张力测量系统(CTS200)


系统概况
单细胞张力测量仪可以套用在原有设备上,用于测量单个细胞,一个小的多细胞标本和单个/较大的去上皮肌肉条研究。除此之外,还可以完成从单个活细胞到完整的多细胞水平的平移实验。例如,细胞张力测量仪可以把结缔组织对肌肉功能的影响清楚地从肌肉作用中分离出来。相反,去上皮允许对活细胞反应和另一个细胞进行直接比较,即亚细胞结构中收缩蛋白用于研究细胞信号和细胞分子机理。 

单细胞张力测量仪能为科研工作者提供全方位的电生理学实验,筛选并描绘出单个活细胞的生理和生物物理学特性,并进一步扩展到亚细胞水平和多细胞水平研究。

工作原理
在倒置显微镜下,通过位置控制器,控制位于光学张力传感器和纳米马达上的显微镊子的开合,以夹特或释放旋转浴槽中的肌细胞。当单个细胞进行收缩或舒张时,会对位于张力传感器上的显微镊子产生牵拉并发生位移,力量的大小通过张力传感器感知,经过电子系统放大并转变为张力信号,通过软件计算张力的变化,最终记录的力学指标是毫牛(牛顿力学指标);与钙成像系统结合使用时,通过压电式纳米马达的精确位移,对单细胞进行高速拉伸或松弛,以便观察细胞内钙离子的游离和结合比例。本系统同时还可以选择添加刺激器和电生理信号放大记录系统,通过刺激肌细胞来记录动作电位等电生理指标。

仪器特征
● 小巧轻便、容易安装和移动,节省实验室空间;
● 最新最尖端科技成果集成,包括微型压电式纳米微操和灵敏度为纳牛水平的光学张力传感器;
● 兼容性极强,可单独用于心肌、骨骼肌和平滑肌机械力学的研究,也可结合荧光倒置显微镜或激光共聚焦系统观察活细胞荧光及钙离子的变化,与膜片钳配合使用,可进行离子通道的电生理学研究;
● 浴槽旋转设计和抽提式浴糟,使整个系统的设计更人性化,方便用户操作并节省实验室成本;
● 独特设计的抗震系统可消除光学传感器使用过程中产生的震动;
● 温度控制系统可以精确调节浴槽内温度,精确到0.1度。

主要研究指标
1.机械力学研究指标:心肌、骨骼肌、平滑肌细胞机械力学指标,包括等距收缩、等张收缩、达峰时间、力和速度关系、快速牵拉和舒张、钙梯度与收缩力关系等研究;
2.电生理研究指标:心肌、骨骼肌、平滑肌细胞电生理学指标,包括动作电位、起搏电位、心律失常和膜片钳研究;
3.心肌、骨骼肌、平滑肌细胞的生化研究指标,氧耗量和ATP酶活性等;
4.结合钙成像系统,可以观察心肌、骨骼肌和平滑肌细胞动作电位与钙离子之间的关系;可以观察钙离子浓度与收缩力之问的关系;可以研究钙离子浓度与肌节长度变化之间的关系。

系统应用的研究领域
1房性心律失常的机理研究:通过自律细胞的钙离子测量,探讨房性心律失常和药物治疗的原理;
2.慢性阻塞性肺病(COPD)研究:在呼吸系统研究中,可进行支气管平滑肌的治疗药物研究和病理机制研究;
3.细胞损伤模型的建立和研究:在运动医学研究中,可建立骨骼肌单细胞损伤和疲劳模型,以探讨缓解和治疗肌肉损伤的方法;
4.进行性肌营养不良的研究:从细胞水平对进行性肌营养不良的发病机制和治疗方法进行探讨;
5.比较动物学研究:对进行墓因转染后的动物的肌细胞收缩性能如收缩、舒张或耐力进行比较;
6.耳蜗毛细胞的听觉机制研究:通过对耳蜗毛细胞进行机械牵拉产生电能动性来研究毛细胞在听觉中的作用机理。

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