牌品：,产品名称：细胞核和亚细胞力学测量装置，在细胞内进行蠕变和应力松弛测试，并获得细胞核和细胞质介质的机械性能，细胞核力学在机械转导、疾病和细胞分化中的作用，用于细胞内力学实验的蠕变测试,产品货号：,,细胞核和亚细胞力学测量装置，在细胞内进行蠕变和应力松弛测试，并获得细胞核和细胞质介质的机械性能，细胞核力学在机械转导、疾病和细胞分化中的作用，用于细胞内力学实验的蠕变测试

产品名称:细胞核和亚细胞力学测量装置，在细胞内进行蠕变和应力松弛测试，并获得细胞核和细胞质介质的机械性能，细胞核力学在机械转导、疾病和细胞分化中的作用，用于细胞内力学实验的蠕变测试

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细胞核力学在机械转导、疾病和细胞分化中的作用

表征细胞核的机械性能，并获得不同细胞类型和条件下的刚度、粘度和弹性信息。研究癌症或椎板病等疾病如何影响核力学。研究核力学如何影响和反映细胞分化和发育。

使用 Stress-Relaxation 测定法进行细胞核压痕

使用 Sensocell 光镊在活细胞、胚胎或生物体内进行细胞核压痕实验，使用内化微球或亚细胞结构（如脂滴）作为探针。应力松弛试验包括对原子核施加恒定变形，并观察力（或应力）如何间松弛：

压痕和保持：珠子或脂滴被捕获并用于将细胞核缩进到一定深度并保持在该位置。
观察松弛：随着时间的推移，维持压痕所需的力随着细胞核松弛而减小。记录此力松弛。
分析松弛数据：
1. 粘弹性特性：弛豫行为有助于深入了解原子核的粘弹性。一种常见的方法是将松弛数据拟合到粘弹性模型，例如 Maxwell 或 Kelvin-Voigt 模型。
2. 时间常数：这些模型提供了时间常数，用于描述原子核弛豫的速度，这与它的粘度和弹性有关。

用于细胞内力学实验的蠕变测试

蠕变测试包括对探测材料施加恒定的力，并观察变形（应变）如何间演变。这些测试对于了解细胞核或细胞质培养基的长期粘弹性行为特别有用。

精选出版物：

V. Venturi et al.，细胞核测量细胞本体感觉的形状变化以控制动态细胞行为。科学（2020）
Frederic Català-Castro et al..使用光镊对限制中的亚细胞力学进行直接力测量。J. Vis. Exp. （2021 年）
Frederic Català-Castro、Santiago Ortiz-Vásquez、Carmen Martínez-Fernández 等人。具有单个分时激光阱的主动微流变学。Biorxive 2023 年
De Lope-Planelles， A.， González-Novo， R.， Madrazo， E. 等人。机械应力使衍生的白血病细胞因持续的受限迁移而发生核和功能变化。细胞分子生命科学 80， 316 （2023）

分离或培养细胞中的细胞核压痕

以下图片和视频由 Verena Ruprecht 博士（CRG）的实验室与 Stefan Wieser 博士和 Michael Krieg 博士（ICFO）合作提供。这个例子是一份工作（Science， 2020）的一部分，该工作涉及细胞核机械转导途径在控制细胞变形行为和细胞迁移可塑性方面的作用。作者使用 SENSOCELL 光镊对 1 μm 荧光珠进行光学捕获和作，并从斑马鱼胚胎中提取的干细胞细胞核进行压痕。这些珠子之前已经内化到 1 细胞的早期胚胎中。在实验中，作者使用了自动化的压力松弛例程，包括预定义的来回斜方肌运动。

图 1上图：实验草图：注射的微球被光学捕获，以压痕斑马鱼胚胎中悬浮和限制细胞的细胞核。下图：细胞核压痕实验的共聚焦视频。

光阱时间-位置和时间-力曲线

在启动应力松弛程序之前，光学捕获的珠子距离细胞核膜几微米。当我们启动例程时，光阱以一定的速度向细胞核移动，直到它到达细胞核膜并发生压痕。此时，光阱力从零开始增加并产生力峰值。压痕深度取决于预定义的光阱轨迹。在这种情况下，程序的编程方式是光阱在细胞核内保持压痕 10 秒。在这 10 秒内，我们观察到力信号的松弛。接下来，光阱回到其原始位置，记录的力下降到零。图 2 显示了单细胞核压痕实验的光阱时间-位置和时间-力曲线。

图 2左图：其中一个原子核压痕实验的光阱时位置曲线。右图：细胞核压痕实验期间的力分布。

悬浮和受限细胞中细胞核机械性能的表征

下面，我们可以看到对悬浮细胞和限制在微腔室中的细胞进行这种力弛豫曲线的指数衰减拟合获得的一些结果。从这些拟合中，作者获得了在这两种情况下施加在核膜上的残余应力所给出的特征弛豫时间和静态力。

图 3 左：在悬浮和受限细胞中进行的细胞核压痕实验的力弛豫曲线的特征衰减时间。右：悬吊和受限条件下细胞核刚度的测量。

组织和生物体内部的细胞核凹陷（C. elegans & Zebra fish）

这是在活的秀丽隐杆线虫生物体的肠道细胞内进行的细胞核压痕实验的一个例子（Biorxive 2023）。由 Michael Krieg 的实验室（ICFO）提供。在这项工作中，研究人员展示了内源性脂滴如何成为使用 Sensocell 光镊进行细胞内机械实验的探针，包括通过应力松弛测定进行细胞核变形。

图 1明场和转盘共聚焦视频展示了使用带有 Sensocell 光镊的捕获脂滴在秀丽隐杆线虫内部的细胞核压痕实验。用作探针压痕细胞核的脂滴位于肠上皮细胞的细胞质中。这些视频和图像由 Michael Krieg 的实验室（ICFO）提供。

双捕获细胞核压痕测定中的力传递

以下图像和数据说明了使用一对内化在斑马鱼干细胞中的 1 μm 微珠进行的双陷阱细胞核压痕实验。每个微珠在不同的时间依次压痕细胞核。该系统持续记录两个疏水阀的力和位置数据，从而能够检测它们之间的任何力传递。虽然对照细胞在细胞核压痕过程中不表现出力传递，但用 Latrunculin A 处理以进行肌动蛋白解聚的细胞显示出明显的力传播特征。这表明肌动蛋白在稳定细胞核在细胞内的位置方面起着至关重要的作用。

使用光镊进行亚细胞力学实验的方案

在这里，作者提出了一种方案，通过光阱直接测量力来研究分离的胚胎斑马鱼细胞在 3D 限制下的细胞内力学特性。

简介 / 单细胞制备和染色 / 光阱（OT）腔室间距和光镊启动 / 光学力传感器的对准 / 进行细胞核压痕实验 / 结果：测量斑马鱼胚胎内细胞核的力和材料特性 / 结论。在此处观看完整视频。

How to perform Creep and Stress-Relaxation Tests with Sensocell

In this video example, the vacuole of a yeast cell was optically trapped and used to probe the cellular medium in two ways:

First, we perform a Creep test: the force feedback routine (force clamp) tracks the cell’s vacuole movement while a constant force of 5 pN is applied on it. The data from the plot panel show force and position signals (orange and blue lines respectively). When the force clamp is applied, the position signal follows the classical behaviour expected for a viscoelastic medium. When the force clamp is stopped, the force signal relaxes back to zero (negative values) and the position signal abruptly shifts to zero.

Next, we launch a Stress-Relaxation test using the same trapped vacuole as a probe. In this case, we apply a trajectory to the optical trap to move it 300 nm to the right in 0.1 s while the applied force is tracked. We can observe a peak in the force when the trap position is shifted followed by a relaxation of the force while the trap remains in a fixed location.

See other video examples:

关键概念

- 弹性模量（E）：原子核刚度的量度，由力-压痕数据得出。
- 粘弹性：描述在发生变形时同时表现出粘性和弹性特性的材料。
- Indentation Depth（压痕深度）：珠子压痕细胞核的深度提供有关核膜的机械阻力和底层核结构的信息。

优势

- 精度：高分辨率测量允许对核力学进行详细表征。
- 非破坏性：这些实验可以是微创的，保留细胞活力和功能。
- 时间分辨率：应力松弛试验提供有关核力学间变化的动态信息。
- 直接测量：我们的免校准力传感器能够以简单直接的方式进行细胞内力学实验。

结论

总之，Sensocell 光镊是测量细胞核机械性能的强大工具。压痕实验提供有关刚度和弹性的数据，而应力松弛测试揭示了粘弹性，为核力学提供了面的见解。