在细胞-微泡相互作用期间,用于超高速量化细胞菌株的声学装置
Oliver Pattinson1, Sara B Keller2, Nicholas D Evans1
1Faculty of Engineering and Physical Sciences, University of Southampton, University Road, Southampton SO17 1BJ, United Kingdom.
ACS biomaterials science & engineering
|September 25, 2023
概括
研究人员开发了一种新方法,使用超高速成像可视化微泡和细胞相互作用. 这种技术可以更好地了解微泡如何通过超声波对细胞产生治疗作用.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞力学 细胞力学
- 声学成像 声学成像
背景情况:
- 超声波下的微气泡通过机械细胞刺激诱导治疗效果.
- 在治疗频率下描述细胞-微泡相互作用是具有挑战性的,因为成像技术的技术局限性.
- 现有的方法缺乏足够的率和分辨率来量化细胞反应.
研究的目的:
- 开发一种用于高率高分辨率成像细胞微泡相互作用的新方法.
- 克服在量化细胞对振荡微泡的机械反应方面的技术限制.
- 为了能够更深入地了解超声波介导的微泡疗法背后的机制.
主要方法:
- 设计了一种与超高速摄像机 (Shimadzu HPV-X) 兼容的紧型声学设备.
- 使用的微气泡 (DSPC和阴性DSEPC) 和骨髓瘤细胞.
- 捕获的微泡振荡速度为每秒500万 (FPS),空间分辨率高.
- 应用数字图像相关性用于单细胞菌株量化.
主要成果:
- 确认了成功的细胞培养和微泡附着在骨髓瘤细胞上.
- 观察到超高速度的微气泡振荡,验证了声场和成像设置.
- 揭示了可观察到的细胞变形后微泡振荡.
- 展示了首次使用数字图像相关性来量化这些相互作用期间单细胞中菌株的数量.
结论:
- 这种新型声学装置显著提高了用于成像细胞微泡相互作用的空间分辨率.
- 这种方法方便在超声波暴露期间研究细胞水平上的机械力.
- 为了解微泡引起的治疗效果的机制提供了基础.
