通過開發(fā)更好的疾病模型并將力學(xué)作為篩選選項，為更好的藥物篩選機(jī)會提供了更多選擇。通過使用3D組織來改進(jìn)疾病模型，這些組織通過機(jī)械相關(guān)的支架進(jìn)行增強(qiáng)。此外，組織力學(xué)的測試可以提供有關(guān)組織對不同藥物的反應(yīng)的更多信息。這些模型顯示出癌癥藥物篩查和現(xiàn)在用球狀體建模的各種疾病的希望。

癌癥

癌癥是一種復(fù)雜的疾病，新藥可能對健康細(xì)胞產(chǎn)生不利影響，包括影響機(jī)制。使用3D組織的新模型正被用于識別新的治療方法，以及識別可能導(dǎo)致不良副作用的藥物的潛在問題[1]。在一項研究中，AFM用于測量神經(jīng)元細(xì)胞的機(jī)械性能，并在使用化療藥物時發(fā)現(xiàn)顯著變化。作者認(rèn)為他們的模型有可能被用作新藥的標(biāo)志物，以確保它們沒有不良副作用[2]。在另一項研究中，使用各種工具對腫瘤和ECM的機(jī)制進(jìn)行建模和測量，以確定不同的藥物如何影響腫瘤生長和ECM惡化。該研究還確定了不同抑制劑的潛力，這些抑制劑可能因其發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生更有效的治療方法[3]。

球體

球狀體是一種新興工具，用于創(chuàng)建3D組織模型，該模型可創(chuàng)建生理相關(guān)的基質(zhì)和細(xì)胞組合。微球的機(jī)械測量有望作為測量藥物對微球影響的一種方式，以確定微環(huán)境是否有變化[4]。在一項研究中，使用納米壓痕來表征新型水凝膠的彈性以改善肝球狀體模型，并且改進(jìn)后的模型顯示出更好的藥物代謝性能[5]。另一項研究使用微孔創(chuàng)建微球，并使用納米壓痕來表征微孔的特性，以確保不會隨著時間的推移而降解，并且孔具有相關(guān)的機(jī)械性能[6]。

心肌

心臟是一個機(jī)械器官，是藥物篩選的關(guān)鍵組成部分，作為一種新藥，不得對心臟產(chǎn)生不利影響。新技術(shù)已被用于測量心臟組織和細(xì)胞的機(jī)械性能，以改進(jìn)藥物篩選方法[7]。一項研究調(diào)查了一種影響微管的藥物，并使用納米壓痕來比較有和沒有藥物治療的心肌細(xì)胞的機(jī)械性能。研究發(fā)現(xiàn)，使用機(jī)械測量能夠提高對疾病模型的理解，并顯示藥物如何影響心臟[8]。另一項研究使用納米壓痕來確定用于心臟藥物開發(fā)的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞模型的成熟。他們調(diào)整了水凝膠的硬度以模擬老化組織樣本的硬度，發(fā)現(xiàn)較硬的組織也會影響組織功能[9]。

Pavone高通量納米壓痕儀

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

Pavone使研究人員能夠在接近生理條件下分析細(xì)胞和其他生物材料的結(jié)構(gòu)和功能特性。可同時放置2個96孔板，Pavone允許高通量高含量篩選功能特性，包括細(xì)胞剛度、粘彈性、粘附、收縮、機(jī)械感應(yīng)等。這一新平臺將微觀力學(xué)表征與光學(xué)成像和培養(yǎng)相結(jié)合，實現(xiàn)了快速方便的數(shù)據(jù)收集。預(yù)先校準(zhǔn)的光纖傳感器以及預(yù)先編程的實驗進(jìn)程，使得該儀器可以真正節(jié)省時間，產(chǎn)生大量有意義的實驗結(jié)果。Pavone細(xì)胞及生物材料分析儀

PAVONE

高通量細(xì)胞力學(xué)測試平臺

結(jié)合在線培養(yǎng)以及成像功能

關(guān)于Pavone

Pavone使研究人員能夠在接近生理條件下分析細(xì)胞和其他生物材料的結(jié)構(gòu)和功能特性。

可同時放置2個96孔板，Pavone允許高通量高含量篩選功能特性，包括細(xì)胞剛度、粘彈性、粘附、收縮、機(jī)械感應(yīng)等。Pavone細(xì)胞及生物材料分析儀

這一新平臺將微觀力學(xué)表征與光學(xué)成像和培養(yǎng)相結(jié)合，實現(xiàn)了快速方便的數(shù)據(jù)收集。

預(yù)先校準(zhǔn)的光纖傳感器以及預(yù)先編程的實驗進(jìn)程，使得該儀器可以真正節(jié)省時間，產(chǎn)生大量有意義的實驗結(jié)果。

高通量壓痕

簡單易用

空間充裕

自動控制

生物友好

工作過程

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

應(yīng)用方向

病理學(xué)

單細(xì)胞病理學(xué)：研究癌細(xì)胞力學(xué)與基因表達(dá)之間的關(guān)系。癌癥是一種廣泛研究的疾病。

然而，機(jī)制和基因表達(dá)的相互作用，以及它們?nèi)绾斡绊懠膊∵M(jìn)展，是一個相對較新的領(lǐng)域，許多問題尚待解決。

Pavone可以疊加單細(xì)胞力和熒光數(shù)據(jù)，因此可以耦合力基因表達(dá)關(guān)系。

機(jī)械藥理學(xué)

單細(xì)胞機(jī)械藥理學(xué)：研究細(xì)胞力學(xué)在疾病中的作用以及與藥物靶化合物的關(guān)系。

在藥理學(xué)中，機(jī)械生物學(xué)分析僅限于特定的應(yīng)用領(lǐng)域，如心臟病，盡管已證明其他領(lǐng)域（如炎癥和纖維化）中機(jī)械特性的相關(guān)性是相關(guān)的。

Pavone能夠篩選大型樣本集的機(jī)械特性，從而解開目前尚未發(fā)現(xiàn)的藥物干預(yù)的潛在線索。

生理學(xué)

單細(xì)胞生理學(xué)：研究活細(xì)胞的功能特性。Pavone細(xì)胞及生物材料分析儀

隨著基因組篩查的日益普及，單細(xì)胞生理學(xué)領(lǐng)域在過去幾十年取得了很大進(jìn)展。

為了全面理解單個細(xì)胞的功能方面，如干細(xì)胞分化或心肌細(xì)胞功能，力或機(jī)械特性可以用作讀取參數(shù)。

此外，它們可以使用Pavone和/或第三方設(shè)備的分析后測序與熒光耦合。

技術(shù)介紹

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

這種高通量納米壓痕平臺的設(shè)計考慮了機(jī)械生物學(xué)。直接力測量功能與模塊化成像和培養(yǎng)*集成，并可同時使用2塊96孔板。力測量使用Optics11 Life的基于光纖的MEMS傳感器進(jìn)行，具有高精度、準(zhǔn)度和低噪聲水平。

方法

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

成像

根據(jù)感興趣的研究，如果需要，可以使用熒光、共焦或其他更專業(yè)的成像模式來擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)亮場和相位對比成像能力。這里的圖片顯示了Pavone對EGFP染色酵母細(xì)胞的熒光和相位對比成像的疊加。

機(jī)械特性

Pavone的操作是為了與生物工作流程相結(jié)合而量身定制的，提供了*自動化的查找接觸、壓痕和數(shù)據(jù)分析程序。此外，可采用拖放方式設(shè)計半自動事件序列，或以“連續(xù)"模式使用儀器，其中觸摸屏界面使研究人員能夠選擇要進(jìn)行分析的細(xì)胞。

培養(yǎng)

默認(rèn)情況下，Pavone包括溫度控制，使用多個加熱元件和*控制機(jī)制，以確保均勻穩(wěn)定地加熱到生理溫度。此外，還可以添加CO2和濕度控制模塊，以提供類似培養(yǎng)箱的條件。