专利名称：一种测量细胞变形性的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量细胞变形性的方法，既能用于测量单个细胞的流变特 性，又能用于同时测量大量细胞变形性的统计分布，属于细胞力学、生物力学及 生物医学工程等领域。
背景技术：
测量细胞的变形性， 一直是生物科学家、生物物理学家及医学界所关心的课 题。细胞的变形能力主要由细胞骨架决定，肿瘤细胞的细胞骨架与正常细胞比较 存在明显的差别，他们的变形性也存在明显的差异。有研究表明，发生癌变的细 胞比正常细胞柔软，更容易变形，更易于癌症转移。事实上，细胞发生癌变前， 细胞的一些性质就已经发生了改变，如细胞完全癌变前，其变形性质就有了变化， 细胞的变形性可以作为细胞癌变前的一个重要信号，因此，细胞变形#的测量具 有重要的临床意义和实用价值，可以为癌症的早期诊断提供有效方法。但是由于 缺乏有效的细胞变形性测量方法，到目前为止还没有类似的应用产品。
目前，测量细胞变形性的方法有流体剪切法、微管吸吮技术、离心技术、 压电细胞传感检测技术、原子力显微术、激光衍射法、磁珠微流变技术等。这些 检测方法都有各自的优缺点，如微管吮吸法，经过多年不断的改进和发展，目前 是研究细胞力学性能的主要方法之一，但这种方法只能反映单个细胞变形性，无 法在短时间内估计群体细胞的变形性，所以不适合临床应用；再如激光衍射法， 此法测定重复性好，可以分析细胞变形性与剪切应力的关系，但只能得到细胞群 体的变形情况，不能反映单个细胞的变形性，且激光衍射仪的价格比较昂贵。其 中的流体剪切法由于其可以进行长时间的细胞培养，已成为人们用来体外研究细 胞受切应力作用下的细胞粘附、变形特性的主要方法之一，这方面的工作需要不 断的探索和改进。根据使流体产生流动的方式不同，流体剪切装置可分为:平行 平板流动腔、锥板式流动腔、板一板流动腔、圆柱管和径向流装置等。有文献报
道了一种体外细胞培养装置中的渐縮固定平板流动腔，将培养的细胞放在下平板 上，剪应力从腔体入口到出口是变化的，因此只要做一次实验，就可得到体外培 养细胞受到一区间连续剪应力作用下的结果。若将构成渐縮固定平板流动腔的两 平板之间的距离縮小，由动力系统提供驱动力，驱使细胞悬浮液在流动腔中流动， 不同的细胞变形能力有强弱之分，所以它们通过流动腔时的变形性也不一样，这 种流动腔非常适合研究细胞的变形性。
发明内容
技术问题本发明的目的是对现有的流动腔进行改进，提供一种测量细胞变 形性的方法，可用于细胞力学、生物力学及生物医学工程等领域。 技术方案本发明的测量细胞变形性的方法包括以下步骤
a. 由一个高度远小于横向和纵向尺寸的渐縮固定平板流动腔组成细胞挤
压腔；
b. 由流体动力系统提供驱动力，驱使细胞悬浮液在所述的细胞挤压腔中 流动，通过显微成像捕获系统采集细胞通过细胞挤压腔时被挤压移动的数据；
c. 计算分析细胞在细胞挤压腔中的数据得到细胞的变形性。 渐縮固定平板流动腔的高度是渐縮的，且在入口端的腔体高度大于细胞的直
径，而在出口端附近的腔体高度小于细胞的直径。
所述的微成像捕获系统由生物显微镜、CCD、数据采集卡和计算机组成。 测量细胞通过流动腔时被挤压移动的有关数据包括腔体尺寸、流体参数、细
胞尺寸、细胞在一定时间内的位置移动，最后得到细胞变形性指数或分布。 有益效果本发明所述的测量细胞变形性的方法，具有以下优点
1. 本发明可测量细胞的变形性；
2. 本发明既能用于测量单个细胞的流变特性，又能用于测量大量细胞变形性 的统计分布；
3. 本发明的方法所需设备简单、操作简便。
图1是本发明的测量细胞变形性的方法的示意图，其中有渐縮固定平板流动 腔l、动力泵2、显微镜3、蓄水池4、 5。
具体实施例方式
本发明测量细胞变形性的方法如图1所示，流动腔装置是整个系统的核心部 分，它是一个高度远小于横向和纵向尺寸的渐縮固定平板流动腔。动力系统提供 驱动力，驱使流体在系统中流动，通过显微观测和图像捕获系统，采集细胞通过 流动腔的过程，最后将上述信息提供给计算机分析，从而测量出细胞的变形性。
测量细胞变形性的方法的具体包括以下步骤
a. 由一个高度远小于横向和纵向尺寸的渐縮固定平板流动腔组成细胞挤
压腔；
b. 由流体动力系统提供驱动力，驱使细胞悬浮液在所述的细胞挤压腔中
流动，通过显微成像捕获系统采集细胞通过细胞挤压腔时被挤压移动的数据；
c. 计算分析细胞在细胞挤压腔中的数据得到细胞的变形性。
渐縮固定平板流动腔的高度是渐縮的，且在入口端的腔体高度大于细胞的直 径，而在出口端附近的腔体高度小于细胞的直径。
所述的微成像捕获系统由生物显微镜、CCD、数据采集卡和计算机组成。 测量细胞通过流动腔时被挤压移动的有关数据包括腔体尺寸、流体参数、细 胞尺寸、细胞在一定时间内的位置移动，最后得到细胞变形性指数或分布。
权利要求
1.一种测量细胞变形性的方法，其特征在于该方法包括以下步骤a.由一个高度远小于横向和纵向尺寸的渐缩固定平板流动腔组成细胞挤压腔；b.由流体动力系统提供驱动力，驱使细胞悬浮液在所述的细胞挤压腔中流动，通过显微成像捕获系统采集细胞通过细胞挤压腔时被挤压移动的数据；c.计算分析细胞在细胞挤压腔中的数据得到细胞的变形性。
2. 根据权利要求1所述的测量细胞变形性的方法，其特征在于渐縮固定平 板流动腔的高度是渐縮的，且在入口端的腔体高度大于细胞的直径，而在出口端 附近的腔体高度小于细胞的直径。 .
3. 根据权利要求1所述的测量细胞变形性的方法，其特征在于所述的微成 像捕获系统由生物显微镜、CCD、数据采集卡和计算机组成。
4. 根据权利要求1所述的测量细胞变形性的方法，其特征在于测量细胞通 过流动腔时被挤压移动的有关数据包括腔体尺寸、流体参数、细胞尺寸、细胞在 一定时间内的位置移动，最后得到细胞变形性指数或分布。
全文摘要
本发明涉及一种测量细胞变形性的方法，由高度远小于横向和纵向尺寸的渐缩固定平板流动腔及显微成像设备构成细胞变形性的测量系统，流体动力系统提供驱动力，驱使细胞悬浮液在流动腔中流动，细胞被渐缩固定平板挤压，通过显微成像捕获系统采集细胞通过流动腔时被挤压的数据，最后分析这些数据信息，从而检测出细胞的变形性。本发明的方法所需设备简单，操作简易，既能用于测量单个细胞的流变特性，又能用于同时测量大量细胞变形的统计分布，可用于临床诊断、生物医学的科学研究。
文档编号G01N33/48GK101358962SQ20081019642
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者张玉萍, 单 朱, 李树春, 汪燕艳, 肖忠党, 黄宁平 申请人:东南大学