原子力声显微镜探测缺氧大鼠心肌母细胞的杨氏模量

摘要

目的:利用原子力显微镜观测急性心肌缺氧时心肌细胞的微观形变及力学特性.rn 方法:按照不同缺氧时间(60s、5min、30min、1h、2h)和刺激剂量(5μL、20μL、100μL)分别使用H2O2处理细胞,测定细胞生长状况,采用Veeco DI 3100型原子力声显微镜(atomic force-fluorescence microscopy,AFM),使用DNP—10型探针(k=0.1134N/M, f=22.26KHz).取出培养箱中的细胞,无菌PBS冲洗后放在AFM扫描台上,设置XY轴平面20μm×20μm,Z轴方向±1.5mm.使用氮化硅(Si3N4)悬壁(Park Scientific Instruments),弹性常数可选0.1134N/m,针尖曲率半径约10～20nm,扫描速率22.26KHz.为尽量保证细胞生活状态下的实时性状,此过程应尽快完成.所有图像经仪器配置软件(Thermomicroscopes proscan image processing software version 2.1)处理.利用AFM得到细胞的力曲线,利用NanoScope Analysis v140r3sr3软件分析得到各组细胞的杨氏模量的数值.rn 结果:①心肌细胞H9c2的存活力随刺激试剂H2O2浓度的增加减低,随刺激时间的增加减低;②缺氧的时间越长,剂量越大,细胞的形变越严重;③细胞的杨氏模量随缺氧程度加深而增大.rn 结论:本实验通过体外建立心肌细胞缺氧模型,研究心肌细胞缺氧后的生理变化,从细胞水平探索冠状动脉阻塞、分支异常等情况下的微观变化,进一步导致心肌梗死.心肌梗死发生后,往往伴随心肌运动减低.本研究中利用AFM测定心肌细胞的杨氏模量探测心肌细胞在缺氧后的弹性变化发现,心肌细胞缺氧后杨氏模量增大,弹性减低.原子力声显微镜能清晰观测心肌细胞的形态并对准确测定心肌细胞的力学特性.