Optical forces for noninvasive cellular analysis.
Optical forces for noninvasive cellular analysis.
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用于非侵入性细胞分析的光学力。
作者：
Mark M. Wang;C. Schnabel;M. Chachisvilis;Rong Yang;Michael J Paliotti;L. Simons;Laura McMullin;Norbert Hagen;Kristie Lykstad;E. Tu;Luis M Pestana;Sudipto Sur;Haichuan Zhang;W. Butler;I. Kariv;P. Marchand
提出了一种用于定量细胞分析的新型非侵入性测量技术，该技术利用光束产生的力来评估悬浮液中活细胞的物理特性。在该分析中，具有高横截面强度梯度的聚焦近红外激光线快速扫描穿过细胞场，并监测这些细胞与光束的相互作用。每个细胞对激光的反应取决于其大小，结构，形态，组成和表面膜特性;因此，通过这种技术，可以比较不同类型，治疗或生物状态的细胞群。为了证明该细胞分析平台的实用性，我们评估了药物喜树碱在U937癌细胞系中诱导的细胞凋亡的早期阶段，并将结果与已建立的参考测定进行比较。在我们的平台上的测量显示比基于荧光的膜联蛋白V或半胱天冬酶测定更早地检测到细胞变化。因为不需要标记或额外的细胞处理，并且因为可以用少量细胞进行准确的测定，所以这种测量技术可以在细胞研究、医学诊断和药物发现中找到合适的应用。
A novel, noninvasive measurement technique for quantitative cellular analysis is presented that utilizes the forces generated by an optical beam to evaluate the physical properties of live cells in suspension. In this analysis, a focused, near-infrared laser line with a high cross-sectional intensity gradient is rapidly scanned across a field of cells, and the interaction of those cells with the beam is monitored. The response of each cell to the laser depends on its size, structure, morphology, composition, and surface membrane properties; therefore, with this technique, cell populations of different type, treatment, or biological state can be compared. To demonstrate the utility of this cell analysis platform, we evaluated the early stages of apoptosis induced in the U937 cancer cell line by the drug camptothecin and compared the results with established reference assays. Measurements on our platform show detection of cellular changes earlier than either of the fluorescence-based Annexin V or caspase assays. Because no labeling or additional cell processing is required and because accurate assays can be performed with a small number of cells, this measurement technique may find suitable applications in cell research, medical diagnostics, and drug discovery.
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3.4
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