Viscoelastic properties of biopolymer hydrogels determined by Brillouin spectroscopy: A probe of tissue micromechanics.
Viscoelastic properties of biopolymer hydrogels determined by Brillouin spectroscopy: A probe of tissue micromechanics.
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DOI：
10.1126/sciadv.abc1937
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发表时间：
2020-10
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Palombo F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bailey M;Alunni-Cardinali M;Correa N;Caponi S;Holsgrove T;Barr H;Stone N;Winlove CP;Fioretto D;Palombo F
明胶水凝胶覆盖了广泛的微环境，与布里渊弹性成像的生物应用相关。力学生物学中的许多问题迫切需要表征细胞和组织的微观力学特性。布里渊光散射作为一种新兴的光学弹性成像技术被提出来满足这一需求。然而，布里渊频谱中包含的信息仍然是一个有争议的问题，因为在理解水在生物力学中的作用以及将布里渊数据与低频宏观力学参数相关联方面存在根本问题。在这里，我们调查这个问题，使用明胶作为模型系统，其中的宏观物理性质可以被操纵，以模仿所有相关的生物状态的物质，从液体到凝胶和玻璃相。我们证明，布里渊光谱是能够揭示的弹性和粘性的生物聚合物的生物组织的结构和功能的核心属性。
Gelatin hydrogels cover a wide range of microenvironments that are relevant for bioapplications of Brillouin elastography. Many problems in mechanobiology urgently require characterization of the micromechanical properties of cells and tissues. Brillouin light scattering has been proposed as an emerging optical elastography technique to meet this need. However, the information contained in the Brillouin spectrum is still a matter of debate because of fundamental problems in understanding the role of water in biomechanics and in relating the Brillouin data to low-frequency macroscopic mechanical parameters. Here, we investigate this question using gelatin as a model system in which the macroscopic physical properties can be manipulated to mimic all the relevant biological states of matter, ranging from the liquid to the gel and the glassy phase. We demonstrate that Brillouin spectroscopy is able to reveal both the elastic and viscous properties of biopolymers that are central to the structure and function of biological tissues.
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DOI：
10.1073/pnas.1705179114
发表时间：
2017-10-10
影响因子：
11.1
作者：
Guo, Ming;Pegoraro, Adrian F.;Weitz, David A.
通讯作者：
Weitz, David A.
影响因子：
5.6
作者：
CUSACK, S;MILLER, A
通讯作者：
MILLER, A
影响因子：
3.7
作者：
Caponi, S.;Zanatta, M.;Sacchetti, F.
通讯作者：
Sacchetti, F.
影响因子：
4.4
作者：
Casalini, R;Paluch, M;Roland, CM
通讯作者：
Roland, CM
DOI：
10.1007/978-3-662-59596-1_2
发表时间：
2019-01-01
期刊：
NANOTECHNOLOGY CHARACTERIZATION TOOLS FOR TISSUE ENGINEERING AND MEDICAL THERAPY
影响因子：
--
作者：
Caponi, Silvia;Canale, Claudio;Vassalli, Massimo
通讯作者：
Vassalli, Massimo