مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند
فصلنامه

تعیین خواص مکانیکی سلول زنده Ago-1522 با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی صادقی 1
عادل پوراسماعیل فتیده 2
متینه محسنی 3
فاطمه شهریزادگان 4

1 گروه مکانیک، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، تهران، ایران

2 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران،

3 گروه بیومکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران،

4 گروه بیومکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران

https://doi.org/10.52547/masm.2.1.1
چکیده
به طور کلی، هر سلول طبیعی بدن انسان، که مشتمل بر قسمت‌های مختلفی همچون هسته، غشاء سلولی و نانوالیاف پروتئینی می‌باشد، دارای سختی و استحکام مکانیکی مشخصی است. هرگونه تغییر محسوس در این استحکام، نشان از یک بیماری دارد. یکی از راه‌های تشخیص بیماری‌های مختلف همچون سرطان در سلول های طبیعی بدن انسان، سنجش میزان تغییرات رخ داده در خواص مکانیکی آن‌ها می‌باشد. در مقالۀ حاضر، مشخصات مکانیکی شامل مدول الاستیسیته و نیروی چسبندگی سلول Ago-1522 که از سلول‌های طبیعی پوست محسوب می‌شود، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی JPK (ساخت کشور آلمان) نوع نانوویزارد 3، در هر دو مد نفوذی و بازگشتی و در دمای 37 درجۀ سیلسیوس به دست آمده‌اند. بر اساس نتایج مدول الاستیک، میانگین برای سلول موردنظر در مد نفوذی (به عنوان مد معتبر در گزارشات) معادل 4/577 پاسکال می‌باشد. نیروی چسبندگی نیز در مد بازگشتی معادل نیوتن می‌باشد. براساس تصاویر تهیه شده از سطح سلول با میکروسکوپ نیروی اتمی، حداکثر ارتفاع آن 4/0 میکرومتر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

میکروسکوپ نیروی اتمی
مدول الاستیک
نیروی چسبندگی
سلول زنده
خواص مکانیکی

عنوان مقاله English

Defining of Mechanical Properties of Ago-1522 Living Cell Using Atomic Force Microscope

نویسندگان English

Ali Sadeghi 1
Adel Pour Esmaeil Fatideh 2
Matineh Mohseni 3
Fatemeh Shahrizadegan 4
1 Department of Mechanical Engineering, Damavand branch, Islamic Azad University, Damavand, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Damavand branch, Islamic Azad University, Damavand, Tehran, Iran
3 Department of Biomechanical Engineering, Central Tehran branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Biomechanical Engineering, Central Tehran branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

In general, every normal cell of the human body, which consists of different parts such as the nucleus, cell membrane and protein nanofibers, has a certain mechanical hardness and strength. Any noticeable change in this strength indicates a disease. One way to diagnose various diseases such as cancer in normal cells of the human body is to measure the amount of changes that have occurred in their mechanical properties. In the present paper, mechanical properties including modulus of elasticity and adhesion force of Ago-1522 cell, which is considered as a natural skin cell, using JPK atomic force microscope (made in Germany), Nano Wizard 3 in both extension and retraction modes, and obtained at a temperature of 37 degrees Celsius. Based on the results, the average elastic modulus for the cell in the extension mode (as the valid mode in the reports) is equal to 574.4 Pa. The adhesion force is equivalent to N in retraction mode. Based on images taken from the surface of the cell with an atomic force microscope, its maximum height is 0.4 micrometers.

کلیدواژه‌ها English

Atomic force microscope
Elasticity modulus
Adhesion force
Living cell
Mechanical properties
[1] Binnig G, Quate C F, Gerber C. Atomic force microscope. Physical review letters. 1986;56:930-934.
[2] Hanahan D, Weinberg R A. Hallmarks of cancer: the next generation. cell. 2011;144:646-674.
[3] Jinka R, Kapoor R, Sistla P G, Raj T A, Pande G. Alterations in cell-extracellular matrix interactions during progression of cancers. International journal of cell biology. 2012;2012.
[4] Lekka M. Discrimination between normal and cancerous cells using AFM. Bionanoscience. 2016;6:65-80.
[5] Lekka M, Laidler P, Gil D, Lekki J, Stachura Z, Hrynkiewicz A Z. Elasticity of normal and cancerous human bladder cells studied by scanning force microscopy. European Biophysics Journal. 1999;28:312-316.
[6] Au N P B, Fang Y, Xi N, Lai K W C, Ma C H E. Probing for chemotherapy-induced peripheral neuropathy in live dorsal root ganglion neurons with atomic force microscopy. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2014;10:1323-1333.
[7] Hung M-S, Tsai M-F. Investigating the influence of anti-cancer drugs on the mechanics of cells using AFM. Bionanoscience. 2015;5:156-161.
[8] Li M, Liu L-q, Xi N, Wang Y-c. Nanoscale monitoring of drug actions on cell membrane using atomic force microscopy. Acta Pharmacologica Sinica. 2015;36:769-782.
[9] Adami B S, Diz F M, Gonçalves G P O, Reghelin C K, Scherer M, Dutra A P, Papaléo R M, de Oliveira J R, Morrone F B, Wieck A. Morphological and mechanical changes induced by quercetin in human T24 bladder cancer cells. Micron. 2021;151:103-152.
مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند
دوره 2، شماره 1
بهار 1401
صفحه 1-12

  • تاریخ دریافت 23 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری 14 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش 25 اردیبهشت 1401

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

تماس با ما