北航研發(fā)檢測單細(xì)胞力學(xué)的納米傳感器

活體微環(huán)境中的細(xì)胞不斷受到諸如拉力、靜水壓力和剪切力等物理力的作用。細(xì)胞向其環(huán)境施加機(jī)械力的能力正逐漸成為組織構(gòu)圖和形態(tài)發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器之一，而該過程的失調(diào)與衰老、纖維化、癌癥在內(nèi)的疾病有關(guān)。近年來多項研究揭示了癌細(xì)胞力學(xué)與其侵襲性之間的關(guān)系是充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域。

圖1 用于細(xì)胞力學(xué)測量的平臺

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，北京航空航天大學(xué)常凌乾課題組在《Biosensors & Bioelectronics》上發(fā)表了署名為“Nanosensors for Single Cell Mechanical Interrogation”的文章。作者在文中分析和介紹了近年來包括原子力顯微鏡 (AFM)、光鑷 (OT)、磁鑷 (MT)、牽引力顯微鏡 (TFM)等在內(nèi)的兩大常見類型的細(xì)胞力檢測平臺，并對其檢測原理和在細(xì)胞力學(xué)檢測方面的研究進(jìn)展和基本問題進(jìn)行了詳細(xì)分析，揭示了力學(xué)生物學(xué)為新穎的治療提供新的研究途徑。常凌乾團(tuán)隊設(shè)計了一種基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移 (FRET) 的分子張力傳感器可以有效地獲得與蛋白質(zhì)受體的特異性有關(guān)的細(xì)胞機(jī)械力，并且具有高達(dá)pN的檢測靈敏度。

圖2 單細(xì)胞力學(xué)測量平臺

論文第一通訊單位為北航生物醫(yī)學(xué)工程高精尖創(chuàng)新中心和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院。常凌乾教授為論文通訊作者;University of Nebraska楊瑞國教授，南京工業(yè)大學(xué)陳舟副教授為共同通訊作者。北航博士生杭欣欣、碩士生何詩琦為論文第一作者。