ניתוח כמותי של תכונות ויסקו-אלסטיות של תאי דם אדומים באמצעות פינצטה אופטית ומיקרוסקופ defocus

Summary

כאן, פרוטוקול משולב המבוסס על פינצטה אופטית ומיקרוסקופ defocus מתואר כדי למדוד את התכונות הריאולוגיות של תאים. פרוטוקול זה יש ישימות רחבה בחקר התכונות viscoelastic של אריתרוציטים בתנאים פיזיולוגיים-פתולוגיים משתנים.

Abstract

התכונות viscoelastic של אריתרוציטים נחקרו על ידי מגוון של טכניקות. עם זאת, נתוני הניסוי המדווחים משתנים. זה לא מיוחס רק לשונות הרגילה של תאים, אלא גם להבדלים בשיטות ובמודלים של תגובת התא. כאן, פרוטוקול משולב באמצעות פינצטה אופטית ומיקרוסקופ defocus משמש כדי לקבל את התכונות הריאולוגיות של תאי דם אדומים בטווח התדרים של 1 הרץ עד 35 הרץ. בעוד פינצטה אופטית משמשת למדידת הקבוע האלסטי המורכב על ידי אריתרוציטים, מיקרוסקופ defocus מסוגל לקבל את פרופיל גובה התא, נפחו וגורם הצורה שלו פרמטר המאפשר המרה של קבוע אלסטי מורכב למודולוס גזירה מורכב. יתר על כן, יישום מודל ריאולוגיה זכוכית רכה, מעריך קנה המידה עבור שני מודולי ניתן להשיג. המתודולוגיה שפותחה מאפשרת לחקור את ההתנהגות המכנית של תאי הדם האדומים, המאפיינת את הפרמטרים הוויסקו-אלסטיים שלהם, המתקבלים בתנאי ניסוי מוגדרים היטב, עבור מספר תנאים פיזיולוגיים ופתולוגיים.

Introduction

תאי דם אדומים בוגרים (RBCs), הידועים גם בשם אריתרוציטים, מסוגלים להרחיב יותר מפי שניים מגודלם כאשר עוברים דרך הנימים הצרים ביותר של גוף האדם¹. יכולת זו מיוחסת ליכולתם הייחודית להתעוות כאשר הם נתונים לעומסים חיצוניים.

בשנים האחרונות, מחקרים שונים אפיינו תכונה זו במשטחי RBC ^2,3. תחום הפיזיקה המתאר את התגובות האלסטיות והצמיגיות של חומרים עקב עומסים חיצוניים נקרא ריאולוגיה. באופן כללי, כאשר מופעל כוח חיצוני, העיוות המתקבל תלוי בתכונות החומר וניתן לחלק אותו לעיוותים אלסטיים, האוגרים אנרגיה, או עיוותים צמיגיים, המפזרים אנרגיה⁴. כל התאים, כול....