1、在細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、衰老、病變等過(guò)程中，常伴隨著細(xì)胞骨架重構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)的改變。在體外構(gòu)建模擬體內(nèi)環(huán)境的平臺(tái)，并以此研究細(xì)胞的力學(xué)特性對(duì)于包括癌癥在內(nèi)的多種疾病的診斷、治療以及藥物的篩選具有十分深遠(yuǎn)的意義。研究細(xì)胞的力學(xué)特性對(duì)檢測(cè)手段有相當(dāng)高的要求。原子力顯微鏡(Atomic ForceMicroscopy，AFM)由于擁有能夠以納米級(jí)別的分辨率在液相及氣相中檢測(cè)樣品形貌特征的同時(shí)檢測(cè)樣品表面力學(xué)性質(zhì)，而且在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)樣品的損傷小，因此

2、成為細(xì)胞力學(xué)研究中十分重要的工具。
　　 本文主要通過(guò)原子力顯微鏡的形貌掃描和力學(xué)檢測(cè)功能分別對(duì)聚丙烯酰胺凝膠以及細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與力學(xué)特性進(jìn)行初步的研究，主要目的是為了建立一種AFM力學(xué)分析方法，并為將來(lái)更深層次的研究打下理論基礎(chǔ)。本文主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　 (1)利用本原CSPM5000型原子力顯微鏡對(duì)凝膠進(jìn)行的5μm*5μm范圍的圖片掃描，從圖中可以看到聚合比較均勻，鋪展良好的凝膠表面高低起伏不會(huì)超過(guò)0.5nm。但是當(dāng)

3、制膠過(guò)程中產(chǎn)生了氣泡或是聚合不均勻時(shí)，凝膠表面會(huì)形成許多凹陷的小洞以及突起的顆粒物，深度或高度可達(dá)到3-5nm。此外通過(guò)赫茲模型對(duì)凝膠400nm壓痕深度內(nèi)的曲線擬合發(fā)現(xiàn)在7.5％丙烯酰胺單體以及0.6％交聯(lián)劑濃度的情況下，凝膠的彈性模量大約為28kPa。
　　 (2)利用NanoscopeⅣ Bioscope I AFM檢測(cè)肺癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)它基本呈現(xiàn)紡錘狀形狀，其長(zhǎng)度可達(dá)40-60μm，高度約3μm。通過(guò)施加不同的加載速率于活細(xì)胞上

4、時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面的楊氏模量會(huì)隨著加載率的增高而增大，固定后的細(xì)胞確始終保持20kPa左右彈性水平。有意思的是通過(guò)觀察細(xì)胞回針曲線可以發(fā)現(xiàn)固定細(xì)胞表面與探針之間所發(fā)生的粘附解離事件以及解離力的大小會(huì)隨著加載速率的降低而增大，而在活細(xì)胞表面出現(xiàn)解離事件的數(shù)量卻微乎其微。
　　 (3)通過(guò)利用Sirghi等人建立起來(lái)的理論分析方法，在考慮探針與細(xì)胞表面粘附能的情況下，對(duì)力曲線中的回針區(qū)域進(jìn)行擬合并得出細(xì)胞表面楊氏模量，通過(guò)與傳統(tǒng)理論分