研究目的
开发一种利用电子散斑干涉测量技术(ESPI)对组织样本进行筛选的流程,该流程可在近乎自然的环境中随时间孵育和研究样本,从而能够检测出癌症研究应用中微米级的表面变化。
研究成果
开发的孵化系统成功调控温度且与ESPI装置兼容,可在不改变样本的情况下观察细胞样品。该系统能检测细胞形变和凋亡,为研究抗癌药物效果提供基础。未来工作将聚焦于增加气体和培养基供应,并集成更多传感器以提升稳定性和功能性。
研究不足
该系统目前缺乏气体和介质供应,这些计划在未来进行集成。在所有测试场景中均未始终观察到细胞运动,表明生存条件可能存在不稳定性。该方法需要进一步改进以稳定细胞样本并扩展功能。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计了一个适用于电子散斑干涉测量(ESPI)的培养系统(细胞盒)。ESPI利用相干激光分为参考光束和物光束,从生物样本中产生干涉图样。采用移相器法通过比较具有诱导相位差的图样来计算表面位移。
2:样本选择与数据来源:
将HeLa细胞(3.5×10^7个细胞/毫升)培养在1平方厘米的硅芯片上,使用含胎牛血清(FBS)的杜氏改良伊格尔培养基(DMEM)。培养条件包括含5%二氧化碳的空气混合气体及37°C温度环境。
3:5×10^7个细胞/毫升)培养在1平方厘米的硅芯片上,使用含胎牛血清(FBS)的杜氏改良伊格尔培养基(DMEM)。培养条件包括含5%二氧化碳的空气混合气体及37°C温度环境。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括ESPI显微镜、培养系统(细胞盒)、加热垫、电源、温度传感器、光学显微镜及摄像装置。材料包含硅芯片、DMEM培养基、FBS血清及光学扩散器。
4:实验流程与操作步骤:
将细胞盒与控制单元固定在ESPI显微镜下方的光学平板上,连接加热垫与电源。加入预温的DMEM培养基(2-3毫升),将含细胞的硅芯片置入原型装置。通过光学显微镜聚焦细胞,每10分钟拍摄图像,同时用三个传感器监测温度。
5:数据分析方法:
基于ESPI图样的相位差,通过计算机程序计算表面位移。通过显微镜图像分析细胞行为,观察形变、凋亡及细胞运动情况。
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获取完整内容-
ESPI-microscope
Used for electronic speckle pattern interferometry measurements to detect surface changes in biological samples
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Incubation system
cellbox
Regulates temperature and allows incubation and observation of cell samples over time in ESPI setup
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Heating mat
Provides heating to maintain temperature in the incubation system
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Voltage source
Powers the heating mat for temperature regulation
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Temperature sensors
Monitor temperature at various points in the incubation system
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Light microscope
Used to focus cells and capture images during experiments
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Silicon chip
1 cm^2
Substrate for culturing HeLa cells in the incubation system
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Dulbecco's Modified Eagle Medium
DMEM
Culture medium for HeLa cells, with and without fetal bovine serum
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Fetal bovine serum
FBS
Added to DMEM for cell culture to support growth
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