基于傅里叶牵引力显微镜的细胞牵引力三维量化及薄基底力学传感
定量方法
2013-10-07 v1 软凝聚态物质
细胞行为
摘要
受近期发现（即粘附在平面上的细胞同时施加面内和面外牵引应力）的启发，我们引入了一种新颖的三维 (3D) 牵引力显微镜 (TFM) 方法。我们测量基底表面附近薄层的 3D 形变，并将此信息输入弹性平衡方程的精确解析解中。这些操作在傅里叶域中进行，具有极高的计算效率，使得能够从原始显微图像中近乎实时地获取 3D 牵引应力。我们还表征了先前忽略牵引应力面外分量的二维 (2D) TFM 方法的误差。分析表明，在某些实验参数组合（即细胞尺寸、基底厚度和泊松比）下，忽略牵引应力的面外分量对 2D TFM 方法的精度影响极小。最后，我们考虑了细胞通过 3D 牵引应力对基底厚度的力学传感，发现当细胞粘附在薄基底上时，其面外牵引应力深入基底的深度可达面内牵引应力的四倍。研究还发现，通过施加面外牵引应力感知的基底刚度可能高达通过施加面内牵引应力感知的刚度的 10 倍。
引用
@article{arxiv.1306.4374,
title = {Three-Dimensional Quantification of Cellular Traction Forces and Mechanosensing of Thin Substrata by Fourier Traction Force Microscopy},
author = {Juan C del Alamo and Ruedi Meili and Begoña Alvarez-Gonzalez and Baldomero Alonso-Latorre and Effie Bastounis and Richard Firtel and Juan C Lasheras},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.4374},
year = {2013}
}