【技术实现步骤摘要】
一种细胞力学特性测量设备及测量方法
本专利技术涉及生物物理中的细胞分子信号交互作用领域，尤其涉及一种细胞力学特性测量设备及测量方法。
技术介绍
细胞力学特性主要为细胞杨氏模量和细胞表面粘附特性。在细胞力学中，细胞杨氏模量反映的是细胞的硬度大小。而细胞的硬度与许多生理病理状态有关。细胞表面粘附特性指的是细胞表面分子受体与细胞外配体相互结合的力学特性。生物体生理病理状态或者细胞所处微环境的改变，都可能会对细胞表面粘附特性造成影响。在生理环境下，通常由多种受体存在于细胞表面，有些受体之间是相互独立，也有些受体与受体之间相互影响，甚至单个受体对应的多个配体相互之间也可能存在交互作用。因此，两路信号分子力学交叉作用特性的定量化分析是很有必要的。现有技术中用于细胞力学特性测量的有微吸管、磁镊、光镊、原子力显微镜和生物膜力探针等技术。其中生物膜力探针技术中也有用于细胞信号分子交互作用分析的改进技术，即双探针生物膜力探针。在上述技术中，原子力显微镜和生物膜力探针技术与本专利技术最为相似，原子力显微镜技术是利用微小悬臂和探针与...
【技术保护点】
1.一种细胞力学特性测量设备，其特征在于，包括激光测力系统、显微观察系统、位置控制系统、信号接收/转换与数字控制系统、后处理软件系统以及可升降载物台；/n所述激光测力系统包括双探针构件、双探针构件负重压头、激光光源和位置探测器；/n所述显微观察系统包括单筒显微镜和多光源构件；/n所述位置控制系统包括位置探测器位移控制器、激光光源位移控制器、激光测力系统位移控制器、样品台XY轴位移控制器、样品台Z轴位移控制器以及纳米Z轴位移控制器；/n所述信号接收/转换与数字控制系统包括位移台控制器、位置探测器信号处理单元以及计算机；/n所述后处理软件系统包括灵敏度测定模块、热曲线分析模块、...
【技术特征摘要】
1.一种细胞力学特性测量设备，其特征在于，包括激光测力系统、显微观察系统、位置控制系统、信号接收/转换与数字控制系统、后处理软件系统以及可升降载物台；
所述激光测力系统包括双探针构件、双探针构件负重压头、激光光源和位置探测器；
所述显微观察系统包括单筒显微镜和多光源构件；
所述位置控制系统包括位置探测器位移控制器、激光光源位移控制器、激光测力系统位移控制器、样品台XY轴位移控制器、样品台Z轴位移控制器以及纳米Z轴位移控制器；
所述信号接收/转换与数字控制系统包括位移台控制器、位置探测器信号处理单元以及计算机；
所述后处理软件系统包括灵敏度测定模块、热曲线分析模块、力曲线分析模块以及全局图像处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种细胞力学特性测量设备，其特征在于，所述细胞力学特性测量设备的结构为：
单筒显微镜位于待测样品的正上方，用于观察探针与待测样品的空间位置关系；位置探测器通过定制连接构件固定在位置探测器位移控制器上，通过位置探测器位移控制器实现对位置探测器的位移控制，位置探测器用于接受来自探针背部的光信号，并将其转化为电信号；位置探测器位移控制器通过位置探测器支撑架与激光测力系统支撑架相连；激光测力系统支撑架上方与激光光源支撑架、双探针构件固定件相连接，下方则与激光测力系统位移控制器相连，通过激光测力系统位移控制器，可以实现对激光测力系统的初步位移定位；激光测力系统位移控制器以及样品台XY轴位移控制器固定在防震平台上；样品台XY轴位移控制器的上方连接有样品台Z轴位移控制器；多光源构件、开放型可升降载物台和纳米Z轴位移控制器固定在样品台Z轴位移控制器上；激光光源位移控制器固定在激光光源支撑架上，且通过定制连接构件与激光光源相连，从而实现对激光光源的空间位置控制；激光光源射出的激光光路能够照射在双探针构件的探针背部，并最终反射到位置探测器；双探针构件通过双探针构件连接件与双探针构件固定件相连，双探针构件固定件固定在激光测力系统支撑架上方；在双探针构件连接件正上方的双探针构件负重压头是用于固定双探针构件连接件。
3.根据权利要求1所述的一种细胞力学特性测量设备，其特征在于，所述激光测力系统采用的检测方法为：
激光光源发出的激光经探针悬臂梁端点背部反射后，被位置探测器接收，当被测细胞与探针悬臂梁之间的相互作用力导致探针悬臂梁发生微小法向形变时，位置探测器上所接受到的光斑的位置也随之改变，因此悬臂梁的法向形变通过位置探测器的光斑位置变化得到；
分析光路得到：
D＝2θL(1)
分析悬臂梁得到：
将式(2)代入(1)中，可得
即探针悬臂梁的法向微小形变通过光杠杆放大了3L/l倍；其中，θ表示斜照明的方位角，L表示经悬臂梁反射后的光路长度，D表示反射光斑在位置探测器的法向偏移量，h表示悬臂梁末端的法向位移，l表示悬臂梁长度...
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