光镊 – 用于研究细胞和组织生物力的工具
  • 介绍

简介

SENSOCELL是一款光镊平台,无需用户事先进行校准,就可以测量活细胞和组织内的生物力。

光学操纵模块

精确、广泛、灵活地控制多个光学陷阱(光镊)

SENSOCELL光学操控模块可以在80 x 80μm(对于60 x物镜)的区域内上同时产生多达256个光学陷阱/光镊,典型光阱刚度: 1pN/μm·mW。光学操控模块基于声光偏转技术,可以在高频(25kHz)处操控光学陷阱/光镊。

光学操控模块具有定制和自动化的例程,可以通过控制软件LightAce对多个光学陷阱/光镊进行精确、广泛、灵活的控制。在多个光学陷阱/光镊上应用预定义的振荡和/或轨迹,或使用单击和拖动模式控制这些光学陷阱/光镊。

SENSOCELL与多种成像技术兼容,可同时在光学陷阱/光镊操纵和测力实验中使用。

光学操控模块包括一个集成所有电子设备的机箱和一个超低噪声单频激光器(功率5w,波长1064nm)。

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
多达256 个光学陷阱/光镊
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
单击 & 拖拽模式
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
自定义轨迹模式
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
自定义振荡模式
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单频激光(1064nm)
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
共焦、epi-FL、TIRF

力的测量

基于光动量分析的独特力传感器

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具

该技术通过恒定的常数直接产生由光镊施加的力,该常数在工厂中是唯一的,永久的且已校准。无需用户校准即可开始测量。即使是非专业用户,也可以通过简单的步骤安装和设置传感器。

可以在捕获的外源球形颗粒上测量力,也可以直接在内源的可捕获细胞结构(如脂质囊泡、膜、细胞核或整个细胞)上测量力,甚至可以在活体组织内部测量。

在多个独立的光学陷阱上同时执行X-Y或Z平面上的力的测量,并准确定位被困粒子位置。

用户可以使用力钳模式来绝对控制拉力和推力率。

传感器连续监控样品平面上的激光功率,从而最大程度地控制施加在样品上的辐射水平。

  • 力分辨率:<50 fN
  • 精度(典型值):<5%
  • 位置分辨率:<1 nm
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无需校准
光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
力钳
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防止细胞损伤

LightAce控制软件

强大、灵活、直观和用户友好

LightAce是基于LABVIEW(National Instruments),ImageJ和μ-Manager而集成的控制软件。简单易用,您能够使用LightAce软件:

控制多个光学陷阱/光镊并读取每个目标的实时力和位置数据;施加力钳或启动内置程序。只需在界面菜单上选择不同的选项,LightAce即可为您提供捕获、操作和测量功能。

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具

用户可以使用预定义和可自定义的自动化例程,也可以使用简单灵活的LighgAce软件二次开发包(SDK)创建自己的程序。

用户友好的界面,经过我们工程师的简短培训课程后,非专家用户可以立即计划实验、开始工作。

如何使用LightAce SDK创建自己的程序

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具
1.在LightAce SDK库中选择.vi函数
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2.通过设置它们的输入参数值来自定义所选的.vi函数
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3.结合它们以创建控制SENSOCELL所有功能的复杂例程

应用

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具

细胞膜力、张力和刚度测量

SENSOCELL光镊能够对培养的细胞和外植体进行细胞膜系链拉动实验,以评估其机械性能和局部细胞膜张力。 借助LightAce软件,以自动化的方式自动完成自定义拉伸实验。 通过对外部微球进行压痕测试来测量局部细胞膜的硬度。 施加细胞膜变形或进行细胞拉伸实验,将光捕获力直接施加在细胞膜本身上,或使用粘附的微球作为手柄,同时测量实验中使用的每个光学陷阱/光镊的力

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细胞核在机械转导中的作用

研究细胞核在细胞机械转导中的作用以及如何通过SENSOCELL光镊将其与细胞骨架连接。使用分离的核作为样本或体内模型(例如粘附,悬浮或密闭的细胞)进行实验,甚至可以在活的胚胎内部进行。借助SENSOCELL光镊,通过LightAce SDK 二次开发包编写程序,以机械方式刺激细胞核,同时记录力和位移数据,并同时进行荧光成像以完成所有过程的全貌。

细胞核压痕

使用内化的微球或内部细胞结构(例如脂质滴)作为探针压入并拉伸细胞核,同时监控所涉及的时间-力和时间-位移曲线。以这种方式,可以提取细胞核硬度和粘弹性的信息。

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局部细胞弹性和细胞黏度的微流变测量

使用SENSOCELL光镊仪器在粘弹性介质(例如细胞的细胞质或细胞核)中进行主动微流变实验,并获得局部存储和损耗剪切模量G’和G”。在此,存储的能量项G’表示弹性行为,而(热)能量耗散项G”表示样品的粘性行为,因此给出了局部细胞弹性和粘度的值。使用自动执行的主动微流变学程序,将获得感兴趣区域中G’和G”的局部和直接测量值,并将结果与​​样品池其他区域的贡献去耦。该系统可以光学捕获天然结构,例如囊泡,脂质滴,或使用内部微球作为手柄以施加主动振荡扰动,同时跟踪所施加的力和粒子的位置以计算G’和G”。

细胞,细胞外基质,凝胶或组织中的主动微流变学

使用SENSOCELL光镊仪器,能够测量活细胞内部,细胞外基质,凝胶或组织中的粘弹性,其刚度范围从几十Pa到几kPa,探测频率高达kHz。内置的主动微流变例程对于非专业用户而言以简单直观的方式工作。只需定义振荡扰动的幅度和频率范围并获得结果即可。

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具

测量细胞间的相互作用力

SENSOCELL光镊仪器允许操纵悬浮细胞参与细胞与细胞的相互作用,并获得其结合力的直接测量值,同时对细胞方向和细胞与细胞的接触时间具有绝对的控制权。 进行细胞间相互作用力的动态研究,以量化单个细胞分辨率下的细胞亲和力。 在实验中使用表达不同细胞膜受体的悬浮或粘附的靶细胞。 功能化的磁珠和/或基底可用于在各种实验配置中测量受体-配体结合力,所述实验配置例如磁珠-磁珠,磁珠-基底,细胞-磁珠或细胞-基底相互作用。

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机械受体和机械敏感性离子通道活性

通过直接在细胞膜上施加和测量力或捕获粘附在细胞膜上的功能化微球,用SENSOCELL光镊仪器研究细胞膜力学感受器动力学和机械敏感离子通道活性。 实时高分辨率的实时磁珠-细胞粘附力读数将提供有关控制细胞-ECM细胞外基质相互作用或细胞迁移过程的跨膜机械感受器动力学的信息。 凭借其广泛而精确的光学捕获功能,SENSOCELL光镊仪器是机械刺激细胞膜并研究细胞中机械敏感离子通道活性的理想解决方案,尤其是当该系统与高速荧光成像(如旋转盘共聚焦显微镜)结合使用时。

光镊 - 用于研究细胞和组织生物力的工具

微管和运动蛋白的力动力学和力学性能

在体外和体内实验中,使用SENSOCELL光镊仪器研究微管,驱动蛋白和动力蛋白和动力蛋白的力学和力动力学。 光镊平台将能够评估微管产生的力及其机械性能,或测量运动蛋白沿着体外混合物甚至在捕获天然细胞结构(如脂质小滴)的活细胞内部沿微管的失速力。 研究各种分子动力作用在同一对象上时的相互作用现象,并测量施加在移动对象上的力的平行或垂直分量。

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精子细胞运动性和动力学研究

使用SENSOCELL光镊仪器研究精子细胞和其他微游泳者的细胞运动力动力学。 诱捕和操纵细胞,以绝对直接的方式实时追踪其运动力,并研究样品的鞭毛跳动动力学。 可以同时控制多个光学陷阱的多个微泳器和同步力光谱模块获得力量的测量结果。 此外,借助内置的主动微流变学程序,SENSOCELL光镊仪器可以测量生物系统的中等粘度,并研究其在运动性测定中的影响。

(以上SENSOCELL光镊产品仅做科研实验使用)

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