一種基于微管吸持法的批量測(cè)量細(xì)胞透明帶楊氏模量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于細(xì)胞級(jí)別的顯微操作技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 細(xì)胞的彈性對(duì)細(xì)胞的生理學(xué)W及病理學(xué)研究具有重要的影響。最近，越來(lái)越多的 人開(kāi)始把注意力集中在了測(cè)量細(xì)胞的彈性運(yùn)一方面。通過(guò)學(xué)習(xí)，我們了解到透明帶的硬度 (楊氏模量)在細(xì)胞的彈性模量測(cè)量中起到了十分重要的作用。當(dāng)前比較流行的細(xì)胞彈性測(cè) 量方法主要有原子力顯微鏡法，光綴法，磁扭儀法，光阱拉伸法，細(xì)胞探針?lè)ê臀⒐芪址ā?在運(yùn)些方法中，微管吸持法因其操作簡(jiǎn)單，施加的力的范圍較大和能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行較為全 面的力學(xué)特性估計(jì)，而被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞彈性測(cè)量中。細(xì)胞的物理特性隨時(shí)間推移有較大 的變化，因此設(shè)計(jì)一個(gè)批量化的細(xì)胞彈性測(cè)量方法十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種基于微管吸持法的批量測(cè)量細(xì)胞透明帶楊氏模量的方法， 作為一種細(xì)胞質(zhì)量判斷的新型依據(jù)，同時(shí)也為家豬的克隆操作W及體外受精操作提供所需 的物理參數(shù)。
[0004] 本發(fā)明提供了一種基于微管吸持法的批量測(cè)量細(xì)胞透明帶楊氏模量的方法，所述 方法特別加入了一個(gè)"收集傳輸"微針，集中進(jìn)行了多個(gè)細(xì)胞的收集，從而減少了測(cè)量細(xì)胞 透明帶彈性的過(guò)程中收集細(xì)胞所用的時(shí)間，然后根據(jù)成熟的化ell模型進(jìn)行楊氏模量的計(jì) 算。
[0005] 所述方法具體包括W下步驟：
[0006] 第1、通過(guò)"收集傳輸"微針在細(xì)胞群中集中收集多個(gè)細(xì)胞。
[0007] 具體操作:將待測(cè)量的細(xì)胞通過(guò)移液針?lè)湃胫糜谳d物臺(tái)上的培養(yǎng)皿的培養(yǎng)液中， 移動(dòng)載物臺(tái)使細(xì)胞群在顯微視野內(nèi)，利用液動(dòng)注射器對(duì)"收集傳輸"微針進(jìn)行抽取操作，收 集多個(gè)卵母細(xì)胞；
[000引第2、通過(guò)"收集傳輸"微針將細(xì)胞傳輸?shù)?顯微視野"，通過(guò)帖差法檢測(cè)細(xì)胞是否已 經(jīng)傳輸?shù)搅艘曇胺秶鷥?nèi)，并通過(guò)"吸持"微針通過(guò)毛細(xì)作用對(duì)傳輸?shù)降募?xì)胞進(jìn)行捕獲。
[0009] 具體操作:移動(dòng)載物臺(tái)使顯微視野達(dá)到干凈區(qū)域，利用液動(dòng)注射器對(duì)"收集傳輸" 微針進(jìn)行注射操作，通過(guò)帖差法判斷顯微視野范圍內(nèi)是否出現(xiàn)卵母細(xì)胞，當(dāng)顯微視野范圍 內(nèi)出現(xiàn)細(xì)胞后，"吸持"微針通過(guò)毛細(xì)作用對(duì)該細(xì)胞進(jìn)行捕獲；
[0010] 第3、"吸持"微針開(kāi)始進(jìn)行吸持，在此過(guò)程中獲得卵母細(xì)胞的形變量W及作用在細(xì) 胞上的力，進(jìn)而通過(guò)化e 11模型求得楊氏模量，She 11模型如下所示：
[0011]
[001^ 其中，h*為卵母細(xì)胞的無(wú)量綱厚度，定義為透明帶厚度h與微管半徑Rp的比值;V表 示不可壓縮性，運(yùn)里定為0.5; C為h*的函數(shù)，函數(shù)如下所示：
[0013]
[0014] 函數(shù)中的各系數(shù)如下：
[0015] a=l .070275412, b = 0.592405186, c =-0.44373788, d = 0.12672322 l,e = 0.721290633,
[0016] f = 0.074985305, g = -0.14390482, h = 0.027220129, i = 〇. 040156098, j = 0.00132358.
[0017] 壓強(qiáng)經(jīng)由氣動(dòng)注射器開(kāi)度與測(cè)得氣壓大小對(duì)應(yīng)關(guān)系函數(shù)求得，得到氣壓變化與細(xì) 胞伸長(zhǎng)變化的斜率（A P/Δ L)，進(jìn)而求得楊氏模量E。
[001引具體操作:利用氣動(dòng)注射器對(duì)"吸持"微針進(jìn)行抽取操作，系統(tǒng)每次減小電機(jī)位移 15°，在每一步中，系統(tǒng)留有5s的時(shí)間W使細(xì)胞的形變量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，據(jù)此得到細(xì)胞伸長(zhǎng) 變化A L。同時(shí)，根據(jù)前期已測(cè)得的電機(jī)旋鈕開(kāi)度與氣壓變化關(guān)系可W得到ΔΡ，楊氏模量E 則可W直接求得。
[0019] 第4、"吸持"微針給予細(xì)胞正壓并將已測(cè)完彈性的細(xì)胞移出顯微視野，移動(dòng)操作臂 W及操作平臺(tái)恢復(fù)到初始狀態(tài)，從而進(jìn)行下一個(gè)細(xì)胞的彈性測(cè)量。
[0020] 具體操作:利用氣動(dòng)注射器對(duì)"吸持"微針進(jìn)行注射操作，移動(dòng)操作臂和顯微平臺(tái) 將已測(cè)完的細(xì)胞送到固定區(qū)域，確定細(xì)胞掉落后將平臺(tái)和操作臂移回原位，利用液動(dòng)注射 器對(duì)"收集傳輸"微針進(jìn)行注射操作，開(kāi)始進(jìn)行下一個(gè)細(xì)胞的測(cè)量。
[0021 ]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
[0022] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種基于微管吸持法的批量測(cè)量細(xì)胞的透明帶楊氏模量的新方法。 該方法較單個(gè)測(cè)量細(xì)胞彈性模量的方法提升了 25%的速度，由原來(lái)的2min/cell提高到了 1.5min/cell。避免了細(xì)胞物理性質(zhì)隨時(shí)間變化的影響。通過(guò)不同組別的平均楊氏模量的不 同，可W實(shí)現(xiàn)對(duì)不同組別的細(xì)胞的質(zhì)量的判斷。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為批量測(cè)量流程圖（左:原理圖；右:實(shí)驗(yàn)圖）。其中標(biāo)號(hào)1表示石蠟
[0024] 油，標(biāo)號(hào)2表示培養(yǎng)液，標(biāo)號(hào)3表示"吸持"微針，標(biāo)號(hào)4表示"顯微視野"，
[0025] 標(biāo)號(hào)5表示"收集傳輸"微針，標(biāo)號(hào)6表示家豬卵母細(xì)胞。
[0026] 圖2為普通家豬卵母細(xì)胞。其中標(biāo)號(hào)11表示透明帶，標(biāo)號(hào)12表示細(xì)胞質(zhì)。
[0027] 圖3為電機(jī)旋鈕開(kāi)度與氣壓對(duì)照?qǐng)D。
[0028] 圖4為氣壓變化與細(xì)胞伸長(zhǎng)變化的斜率圖。
[0029] 圖5為化ell模型原理圖。其中標(biāo)號(hào)2表示培養(yǎng)液，標(biāo)號(hào)3表示"吸持"微針。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] 本實(shí)施例所使用的細(xì)胞是從當(dāng)?shù)赝涝讏?chǎng)所取的家豬卵母細(xì)胞。卵母細(xì)胞的獲取方 法如下：
[0032] 卵巢從屠宰場(chǎng)取出后，在兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)用裝有35°到37°的生理鹽水的保溫瓶運(yùn)送 到實(shí)驗(yàn)室。然后立刻用37°的含有l(wèi)OOIU/L的盤尼西林和50mg/L的鏈霉素的無(wú)菌生理鹽水清 洗兩次。卵母細(xì)胞從卵巢上的2至化毫米直徑的小囊中抽取，將抽出的細(xì)胞用化-胎pes-PVA 沖洗Ξ次后在39°、二氧化碳濃度5%的培養(yǎng)箱內(nèi)體外成熟培養(yǎng)(IVM)42小時(shí)。經(jīng)過(guò)IVM后，將 細(xì)胞用0.1%的透明質(zhì)酸酶進(jìn)行脫卵。最后用M19則尋細(xì)胞清洗Ξ次，得到的運(yùn)些細(xì)胞為本例 中所用細(xì)胞。
[0033] 本發(fā)明測(cè)量方法采用NK-MR601顯微操作系統(tǒng)進(jìn)行，該裝置系統(tǒng)構(gòu)架中包括將在顯 微視野范圍內(nèi)放置細(xì)胞群的移動(dòng)載物臺(tái)，包括兩個(gè)Ξ自由度的操作臂，包括用于收集細(xì)胞 的"收集傳輸"微針，包括用于對(duì)"收集傳輸"微針進(jìn)行注射操作的液動(dòng)注射器，包括用