1.一種活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟一:使用原子力顯微鏡獲取細胞表面彈性值基本穩(wěn)定的作用力范圍,及其對應(yīng)楊氏模量值;
步驟二:使用原子力顯微鏡獲得活體細胞在設(shè)定成像力下的來回掃描高度圖像;
步驟三:對探針與細胞間相互作用進行受力分析,將兩者間相互作用分解為豎直成像力與水平側(cè)向力;
步驟四:根據(jù)成像力大小、在此力下細胞表面形貌、細胞表面彈性系數(shù)計算獲得細胞在未受作用力時細胞表面形貌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述步驟一為使用原子力顯微鏡獲取細胞頂部處的力曲線,獲得不同作用力下細胞彈性模量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述細胞表面彈性值基本穩(wěn)定的作用力范圍為10-1000pN。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述步驟二為使用原子力顯微鏡接觸模式,調(diào)節(jié)成像力至步驟一所獲作用力范圍,測得活體細胞的高度及摩擦力的來回掃描圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述步驟二為使用原子力顯微鏡接觸模式,調(diào)節(jié)成像力至930pN,對活體細胞進行高度成像,成像速率為2Hz,記錄來回掃描圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述步驟三中細胞實際表面上一點(x0,y0)在探針作用下,在第一次掃描時移動至(x1,y1),在第二次掃描時移動至(x2,y2),當δ1、δ2分別為細胞表面法向形變時,則上述變量關(guān)系如公式1:
同時δ1、δ2又必須滿足赫茲模型,即公式2:
細胞表面所受水平側(cè)向力與該點豎直高度成線性比例,即公式3:
使用迭代法聯(lián)解公式1-3,可得到校正后各接近實際情況的細胞形狀,其中所述θ為細胞剖面的切向角,F(xiàn)為成像力,v為細胞泊松比,E為細胞楊氏模量,α為原子力顯微鏡探針尖的開放角,p為比例常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述活體細胞為貼壁培養(yǎng)活體細胞。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體細胞原子力顯微鏡快速精確表征方法,其特征在于,所述活體細胞按照如下方法培養(yǎng):
將細胞培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液除盡,向細胞培養(yǎng)瓶中加入4ml 0.025%胰酶溶液,晃動培養(yǎng)瓶以確保培養(yǎng)瓶底部所有區(qū)域均被胰酶溶液所覆蓋;
立即從培養(yǎng)瓶中吸出3ml胰酶溶液,將培養(yǎng)瓶置于培養(yǎng)箱中1-5分鐘;
在倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài),當觀察到細胞形態(tài)變圓后,輕敲培養(yǎng)瓶使細胞從瓶壁脫落;
向培養(yǎng)瓶中加入3ml培養(yǎng)液中止胰酶,并將培養(yǎng)瓶中全部溶液轉(zhuǎn)移到15ml無菌離心管中,再向培養(yǎng)瓶中加入3ml培養(yǎng)液,并用吸管吹打底面數(shù)次,然后將溶液移入上述離心管中;
180x g離心7分鐘,棄去上清,并向離心管中加入4ml培養(yǎng)液,吹散沉淀形成新的細胞懸浮液;
根據(jù)實驗時樣品細胞生長密度要求,移出一定量懸浮液至無菌培養(yǎng)皿或放有無菌玻片的培養(yǎng)皿中;
向培養(yǎng)皿中再加入4ml培養(yǎng)液,將培養(yǎng)皿置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng);
培養(yǎng)12至48小時后取出,對活體細胞進行原子力顯微鏡成像。