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1. (WO2018041060) REAL-TIME AND QUANTITATIVE METHOD FOR MEASURING CELL TRACTION FORCE
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Pub. No.: WO/2018/041060 International Application No.: PCT/CN2017/099247
Publication Date: 08.03.2018 International Filing Date: 28.08.2017
IPC:
G01N 29/12 (2006.01)
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
29
Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
04
Analysing solids
12
by measuring frequency or resonance of acoustic waves
Applicants:
湖南农业大学 HUNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY [CN/CN]; 中国湖南省长沙市 芙蓉区农大路1号 1# Nongda Road, Furong District, Changsha, Hunan 410128, CN
Inventors:
周铁安 ZHOU, Tiean; CN
熊伦 XIONG, Lun; CN
周珍 ZHOU, Zhen; CN
黄靓圆 HUANG, Jingyuan; CN
沈海波 SHEN, Haibo; CN
鲍冬芹 BAO, Dongqin; CN
黄复深 HUANG, Fushen; CN
邬克彬 WU, Kebin; CN
潘炜松 PAN, Weisong; CN
赵佳 ZHAO, Jia; CN
洪彬 HONG, Bin; CN
Agent:
长沙正奇专利事务所有限责任公司 CHANGSHA ZONEKEY PATENT LAW FIRM; 中国湖南省长沙市 岳麓区岳麓大道233号湖南科技大厦第19楼 Hunan Science-Tech Mansion 19th Floor, 233# Yuelu Ave., Yuelu District Changsha, Hunan 410013, CN
Priority Data:
201610755868.129.08.2016CN
Title (EN) REAL-TIME AND QUANTITATIVE METHOD FOR MEASURING CELL TRACTION FORCE
(FR) MÉTHODE QUANTITATIVE ET EN TEMPS RÉEL PERMETTANT DE MESURER UNE FORCE DE TRACTION CELLULAIRE
(ZH) 一种细胞牵引力的实时与定量测定方法
Abstract:
(EN) A real-time and quantitative method for measuring a cell traction force. The method comprises the following steps: placing an AT-cut quartz crystal and a BT-cut quartz crystal in petri dishes or detection pools, the AT-cut quartz crystal and the BT-cut quartz crystal having the same frequency and surface morphology, and/or modifying the same surface adhesion molecule; adding a cell to be tested to the petri dishes or detection pools, and determining, at an arbitrary time t, a cell traction force ΔSt of a cell undergoing adhesion or different internal/external environmental stimulation using the following equation: ΔSt = (KAT-KBT) -1[tqATΔf tAT/frAT-tqBTΔf tBT/frBT]. In the equation, KAT = 2.75 × 10-12 cm2 dyn-1 and KBT = -2.65 × 10-12 cm2 dyn-1 are respectively stress coefficients of the AT-cut quartz crystal and the BT-cut quartz crystal; frAT is a resonance frequency of the AT-cut quartz crystal; frBT is a resonance frequency of the BT-cut quartz crystal; tqAT is a thickness of the AT-cut quartz crystal; and tqBT is a thickness of the BT-cut quartz crystal, and all of the above are constants. ΔftAT and ΔftBT are respectively frequency shifts of the AT-cut and BT-cut quartz crystals at an arbitrary time t relative to reference points of the AT-cut and BT-cut quartz crystals. The method can be used to study a cell adhesion process and a dynamic changing rhythm of a force on a cell undergoing different internal/external environmental stimulation, such as the effects of a drug added before or after cell adhesion. The method is suitable for all adherent cells, including a primary cell and a passage cell.
(FR) L'invention concerne une méthode quantitative et en temps réel permettant de mesurer une force de traction cellulaire. La méthode comprend les étapes suivantes consistant à : placer un cristal de quartz à coupe AT et un cristal de quartz à coupe BT dans des boîtes de Petri ou des zones de détection, le cristal de quartz à coupe AT et le cristal de quartz à coupe BT ayant la même fréquence et la même morphologie de surface, et/ou modifiant la même molécule d'adhérence de surface ; ajouter une cellule à tester aux boîtes de Petri ou aux zones de détection, et déterminer, à un moment arbitraire t, une force de traction cellulaire ΔSt d'une cellule soumise à une adhérence ou à une stimulation environnementale interne/externe différente en utilisant l'équation suivante : ΔSt = (KAT-KBT) -1[tq ATΔf t AT/frAT-tq BTΔf t BT/frBT]. Dans l'équation, KAT = 2,75 × 10-12cm2 dyn-1 et KBT = -2,65 × 10-12cm2 dyn-1 sont respectivement les coefficients de stress du cristal de quartz à coupe AT et du cristal de quartz à coupe BT ; frAT est une fréquence de résonance du cristal de quartz à coupe AT ; frBT est une fréquence de résonance du cristal de quartz à coupe BT ; tq AT est une épaisseur du cristal de quartz à coupe AT ; etq BT est une épaisseur du cristal de quartz à coupe BT, et toutes les valeurs précitées sont des constantes. Δft AT et Δft BT sont respectivement des décalages de fréquence des cristaux de quartz à coupe AT et BT à un moment arbitraire t. La méthode peut être utilisée pour étudier un processus d'adhérence cellulaire et le rythme de changement dynamique d'une force sur une cellule soumise à une stimulation environnementale interne/externe différente, par exemple les effets d'un médicament ajouté avant ou après l'adhérence cellulaire. La méthode est appropriée pour toute cellule adhérente, y compris les cellules primaires et les cellules de passage.
(ZH) 一种细胞牵引力的实时与定量测定方法,包括如下步骤:将AT切石英晶体与BT切石英晶体置于培养皿或检测池内,AT切石英晶体与BT切石英晶体具有相同频率、表面形态和/或修饰了相同的表面黏附分子;向培养皿或检测池中加入待测细胞,通过如下公式测定出细胞在黏附或不同内外环境激励下任意时间t时的细胞牵引力ΔS t:ΔS t=(K AT-K BT) -l[t q ATΔf t AT/fr AT-t q BTΔf t BT/fr BT];式中,K AT=2.75×10 -l2 cm 2dyn -1,K BT=-2.65×10 -l2 cm 2dyn -1分别为AT切石英晶体与BT切石英晶体的应力系数;fr AT为AT切石英晶体的谐振频率、fr BT为BT切石英晶体的谐振频率,t q AT为AT切石英晶体的厚度、t q BT为BT切石英晶体的厚度,均为常数。Δf t AT,Δf t BT分别为AT切、BT切石英晶体在任意时间t相对于其参考点的频移。该方法可用于研究细胞黏附过程及处于不同内外环境激励下细胞力的动态变化规律,如药物的影响,药物可在细胞黏附前或黏附后加入。该方法适用于所有贴壁细胞,包括原代细胞与传代细胞。
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