非侵入式光钳下红血球的主动力动力学
生物物理
2025-12-16 v2 生物大分子
细胞行为
亚细胞过程
摘要
红血球通过ATP驱动的血浆膜抖动维持与微循环流动相关的机械应力，这是一种由调节谱丝细胞骨架与脂双层相互作用的动力蛋白驱动的主动现象，其表现为反映细胞机械和代谢状态的形状波动。然而，由于现有技术具有侵入性，导致直接量化支撑这种非平衡行为的力和能量代价仍然具有挑战性。本文采用一种无侵入的方法，结合无珠子、低功率光钳与高速视频显微镜，对单个红血球在同一时间窗口内跟踪局部膜力和位移。该独立双通道测量使我们能够构建不同化学处理下的红血球机械-动力学相空间，从而基于其波动-力特征区分代谢和结构状态。量化抖动期间的机械功显示，膜软化会增强波动，同时提升能量耗散。该提出的光钳方法为映射活细胞的主动力学提供了稳健框架，使我们能够精确探测细胞生理学，并检测疾病中的生物力学功能障碍。
引用
@article{arxiv.2512.01417,
title = {Active Force Dynamics in Red Blood Cells Under Non-Invasive Optical Tweezers},
author = {Arnau Dorn and Clara Luque-Rioja and Macarena Calero and Diego Herráez-Aguilar and Francisco Monroy and Niccolò Caselli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01417},
year = {2025}
}