李密,席宁,王越超,刘连庆.基于多参数成像AFM的细胞及分子力学特性探测研究进展*[J].生物化学与生物物理进展(待发表)
基于多参数成像AFM的细胞及分子力学特性探测研究进展*
Applications of Multiparametric Imaging Atomic Force Microscopy in Probing Cellular and Molecular Mechanics*
投稿时间:2018-04-22  修订日期:2018-06-17
中文关键词:  原子力显微镜  多参数成像  力学特性  细胞  分子
英文关键词:atomic force microscopy, multiparametric imaging, mechanics, cells, molecules
基金项目:国家自然科学基金(61503372, 61522312, U1613220, 61433017, 91748212);中国科学院青年创新促进会(2017243);中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划资助项目.
作者单位E-mail
李密 中国科学院沈阳自动化研究所 limi@sia.cn 
席宁 中国科学院沈阳自动化研究所  
王越超 中国科学院沈阳自动化研究所  
刘连庆 中国科学院沈阳自动化研究所  
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中文摘要:
      原子力显微镜(AFM)的发明为微纳尺度下高分辨率探测天然状态生物样本的物理特性提供了强大工具, 是对传统生化特性检测方法的有力补充. 近年来,多参数成像模式AFM的出现使得人们不仅可以获取生物样本表面形貌特征,还能同时获取生物样本多种力学特性图(如杨氏模量, 粘附力, 形变等), 为研究生物结构、力学特性及其生理功能之间的关联提供了新的技术手段. 多参数成像AFM的生物医学应用研究为细胞/分子生理活动及相关疾病内在机理带来了大量新的认识. 本文结合作者在AFM细胞探测方面的研究工作, 介绍了多参数成像AFM工作原理, 总结了多参数成像AFM在细胞及分子力学特性探测方面的研究进展, 并对其存在的问题进行了讨论和展望.
英文摘要:
      The advent of atomic force microscopy (AFM) provides a powerful tool for probing the physical properties of native biological samples with unprecedented spatiotemporal resolution at the micro/nanoscale, significantly complementing traditional biochemical assays. In recent years, multiparametric imaging AFM, which is able to simultaneously obtain the topographical features and multiple mechanical properties (e.g., Young's modulus, adhesion, and deformation) of biological samples, emerges as a new method for investigating the correlations between structure, mechanics and functions of biological systems. The biomedical applications of multiparametric imaging AFM have yielded considerable novel insights into cellular/molecular activities and the underlying mechanisms guiding pathological processes. In this paper, based on our own research in single-cell detection using AFM, the principle of multiparametric imaging AFM is presented and the progress in utilizing multiparametric imaging AFM to probe cellular and molecular mechanics is summarized. The challenges and future directions are also discussed.
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