Name: quantifying the mechanical properties of the endothelial glycocalyx with atomic force microscopy
Uploaded: 2013-02-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Mechanical Properties of the Endothelial Glycocalyx with Atomic Force Microscopy at JoVE.com

فإن الكتاب أود أن أشكر ايلينا Lomakina، Bauserman ريتشارد، يانغمان مارغريت، فاكنين شاي، جيسيكا سنايدر، Striemer كريس، ناتاراج ناكول، هونغ تشونغ لى، Khire تيجاس، ولام اريك لمساعدتهم في هذا المشروع. وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل المعاهد الوطنية للصحة # 018208 PO1 HL.

1. طرق 1،1 غرفة تدفق خلية تم بناء غرفة تدفق A، كما هو موضح في الشكل رقم 1، بحيث يمكن أن تنمو الخلايا تحت القص من 1.0 باسكال (10 DYN / سم 2) ونقل بعد ذلك مباشرة إلى اللجوء MFP3D AFM (سانتا باربارا، ...

<ol>
	<li>Clifford, C., Seah, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoindentation+measurement+of+young's+modulus+for+compliant+layers+on+stiffer+substrates+including+the+effect+of+poisson's+ratios.">Nanoindentation measurement of young's modulus for compliant layers on stiffer substrates including the effect of poisson's ratios.</a> Nanotechnology. , (2009).</li><li>Gouverneur, M., Spaan, J. A. E., Pannekoek, H., Fontijn, R. D., Vink, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+shear+stress+stimulates+incorporation+of+hyaluronan+into+endothelial+cell+glycocalyx.">Fluid shear stress stimulates incorporation of hyaluronan into endothelial cell glycocalyx.</a> Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 290 (1), 458-452 (2006).</li><li>Hocde, S. A., Hyrien, O., Waugh, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+adhesion+molecule+distribution+relative+to+neutrophil+surface+topography+assessed+by+tirfm.">Cell adhesion molecule distribution relative to neutrophil surface topography assessed by tirfm.</a> Biophysical Journal. 97 (1), 379-387 (2009).</li><li>Lipowski, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endothelial+glycocalyx+as+a+barrier+to+leukocyte+adhesion+and+its+mediation+by+extracellular+proteases.">The endothelial glycocalyx as a barrier to leukocyte adhesion and its mediation by extracellular proteases.</a> Annals of biomedical engineering. 40 (4), 840-848 (2012).</li><li>Lu, L., Oswald, S. J., Ngu, H., Yin, F. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+actin+stress+fibers+in+living+cells.">Mechanical properties of actin stress fibers in living cells.</a> Biophysical Journal. 95 (12), 6060-6071 (2008).</li><li>Pries, A. R., Secomb, T. W., Gaehtgens, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endothelial+surface+layer.">The endothelial surface layer.</a> Pflugers Archiv. European Journal of Physiology. 440 (5), 653-666 (2000).</li><li>Spillmann, C. M., Lomakina, E., Waugh, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil+adhesive+contact+dependence+on+impingement+force.">Neutrophil adhesive contact dependence on impingement force.</a> Biophysical Journal. 87 (6), 4237-4245 (2004).</li><li>vanden Berg, B. M., Vink, H., Spaan, J. A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endothelial+glycocalyx+protects+against+myocardial+edema.">The endothelial glycocalyx protects against myocardial edema.</a> Circulation Research. 92 (6), 592-594 (2003).</li><li>Williams, T. E., Nagarajan, S., Selvaraj, P., Zhu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+the+impact+of+membrane+microtopology+on+effective+two-dimensional+affinity.">Quantifying the impact of membrane microtopology on effective two-dimensional affinity.</a> J. Biol. Chem. 276 (16), 13283-138 (2001).</li><li>Vink, H., Duling, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Distinct+Luminal+Domains+for+Macromolecules,+Erythrocytes,+and+Leukocytes+Within+Mammalian+Capillaries.">Identification of Distinct Luminal Domains for Macromolecules, Erythrocytes, and Leukocytes Within Mammalian Capillaries.</a> Circulation Research. 79, 581-589 (1996).</li></ol>

استخدمنا القيم المحسوبة من النموذج طبقتين ونظرية هيرتز في تصميم نموذج التفاعل من الكريات البيض في الدم مع الجدار البطانية. وحسبنا أن زغيبة على الكريات البيض التي يبلغ قطرها 50 نانومتر تحت تحميل PN 10 ونحو 150 نانومتر البادئة في الكنان السكري، سوى جزء ضئيل من مجموع سمك. هذ...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم الكاشف / المواد </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> مكوي والمتوسطة </td><td> Gibco </td><td> 16600-082 </td><td></td></tr><tr><td> الجنين مصل العجل </td><td> Hyclone </td><td> SH30070 </td><td></td></tr><tr><td> البطانية متوسطة نمو الخلايا </td><td> المزيد تكنولوجيا </td><td> MCDB-131 </td><td></td></tr><tr><td> تجميع الوريد السري الخلايا البطانية الإنسان </td><td> المزيد تكنولوجيا </td><td> PHUVEC/T-25 </td><td></td></tr><tr><td> حمض الكبريتيك </td><td> JT بيكر </td><td> 9681-02 </td><td></td></tr><tr><td> ماء الأوكسجين </td><td> VWR </td><td> BDH3742-1 </td><td></td></tr><tr><td> (3-أمينو) triethoxysilane </td><td> الدريتش </td><td> 440140-100ML </td><td></td></tr><tr><td> الآيزوبروبيل الكحول </td><td> VWR </td><td> BDH8999-4 </td><td></td></tr><tr><td> التربسين </td><td> Cellgro </td><td> 25-054-C1 </td><td></td></tr><tr><td> هانك محلول الملح التخزين المؤقت </td><td> Gibco </td><td> 14175-095 </td><td></td></tr><tr><td> سلفو NHS-LC-البيوتين </td><td> الحرارية العلمية </td><td> 21335 </td><td></td></tr><tr><td> الخرز Streptavadin </td><td> Dynabeads </td><td> 112.06D </td><td></td></tr><tr><td> MFP-3D AFM </td><td> اللجوء بحوث </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tipless الكابولي </td><td> Nanoworld </td><td> ARROW-TL1-50 </td><td></td></tr><tr><td> صورة ظلية SD </td><td> Quickutz </td><td> صورة ظلية-SD </td><td></td></tr><tr><td> سيليكون المطاط </td><td> ستوكويل Elastomerics </td><td> SE50-RS </td><td></td></tr><tr><td> 30 مل المحاقن </TD&gt; <td> بنتون ديكنسون </td><td> 309650 </td><td></td></tr><tr><td> الإبر قياس 18 </td><td> بنتون ديكنسون </td><td> 305196 </td><td></td></tr><tr><td> تمديد مجموعات </td><td> هوسبيرا </td><td> 4429-48 </td><td></td></tr><tr><td> 4 طريقة الصمامات </td><td> Teleflex </td><td> W21372 </td><td></td></tr><tr><td> قبعات ميناء ذكر / أنثى </td><td> سميث الطبية </td><td> MX491B </td><td></td></tr><tr><td> تحوي مضخة </td><td> واتسون، مارلو </td><td> 401U / D </td><td></td></tr><tr><td> تحوي أنابيب </td><td> واتسون، مارلو </td><td> 903.0016.016 </td><td></td></tr><tr><td> مرشحات معقمة </td><td> بظلالها علوم الحياة </td><td> 4652 </td><td></td></tr></tbody></table>

quantifying the mechanical properties of the endothelial glycocalyx with atomic force microscopy

ويقتصر فهمنا للتفاعل الكريات البيض وجدار الوعاء الدموي أثناء التقاط الكريات البيض من فهم غير مكتمل الخصائص الميكانيكية للطبقة السطحية البطانية. من المعروف أن توزع جزيئات الالتصاق على الكريات البيض غير موحد بالنسبة لتضاريس سطح 3، أن يحد من تضاريس لاصقة تشكيل السندات مع غيرها من الأسطح 9، وأن القوات اتصال الفسيولوجية (≈ 5،0 حتي 10،0 في زغيبة PN) يمكن ضغط زغيبات على أنها اقل من ثلث طولها يستريح، وزيادة إمكانية الوصول إلى جزيئات على سطح معارضة 3 و 7. ونحن نعتبر أن البطانة كهيكل لمدة الطبقات، جسم الخلية جامدة نسبيا، بالإضافة إلى الكنان السكري، وطلاء لينة واقية السكر على سطح اللمعية 6. وقد تبين أن الكنان السكري يمكن أن تكون بمثابة حاجز للحد من التصاق الكريات البيض من السطح إلى 4 البطانية.في هذا التقرير أن نبدأ في معالجة التشوه من السطوح البطانية لفهم كيفية صلابة البطانية الميكانيكية قد تؤثر على تشكيل السندات. الخلايا البطانية التي تزرع في ثقافة ساكنة لا تعبر عن الكنان السكري قوية، ولكن الخلايا نمت في ظل ظروف تدفق الفسيولوجية تبدأ في الكنان السكري التقريبي لوحظ في الجسم الحي 2. وقد تم قياس معامل للجسم الخلية البطانية باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM) ليكون يقرب من 5 إلى 20 كيلو باسكال 5. وقد تم دراسة سمك وهيكل الكنان السكري باستخدام المجهر الإلكتروني 8، وتم يقترب من معامل للالكنان السكري باستخدام أساليب غير مباشرة، ولكن على حد علمنا، لم تكن هناك أي تقارير منشورة من القياس المباشر للمعامل الكنان السكري في الخلايا الحية . في هذه الدراسة، نقدم تجارب المسافة البادئة التي مع التحقيق الذي تجريه AFM الرواية على الخلايا التي تم زرعها في ظروف لتحقيق أقصى قدر من التعبير عنها لأماه الكنان السكريقياسات كه المباشر للمعامل وسمك بطانة الكنان السكري.

<html> في تجربة نموذجية، تم الحصول على 20 القوة-VS-المسافة من منحنيات منطقة معينة من الخلية، وعادة في المنطقة محيط بالنواة، القريب، ولكن لم يكن في النواة (داخل ميكرومتر 2 ~). تم تنسيق منحنيات حساب أي انحراف العينة خلال مدة القياس ومن ثم بلغ متوسط ​​الضجيج لإزالة ناتئ، كما ه?...

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Mechanical Properties of the Endothelial Glycocalyx with Atomic Force Microscopy at JoVE.com

Quantifying the Mechanical Properties of the Endothelial Glycocalyx with Atomic Force Microscopy

تم قياس الخصائص الميكانيكية للالكنان السكري من المسافة البادئة باستخدام البطانية المجالات ميكرون الحجم على الكابولي AFM. تم زراعة الخلايا البطانية في غرفة مخصصة في ظل ظروف تدفق الفسيولوجية للحث على التعبير الكنان السكري. وقد تم تحليل البيانات باستخدام نموذج رقيقة لتحديد سمك الكنان السكري ومعامل.

قياس الخواص الميكانيكية للالكنان السكري غشائي مع مجهر القوة الذرية

Our  understanding of the interaction of leukocytes and the vessel wall during  leukocyte capture is limited by an incomplete understanding of the ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bacterial Immobilization for Imaging by Atomic Force Microscopy

الشلل البكتيرية للتصوير بواسطة الفحص المجهري القوة الذرية

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface.  It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid ...

Visualization of Recombinant DNA and Protein Complexes Using Atomic Force Microscopy

التصور من الحمض النووي المؤتلف والمجمعات البروتين باستخدام الميكروسكوب القوة الذرية

Atomic force microscopy (AFM) allows for the visualizing of individual proteins, DNA molecules, protein-protein complexes, and DNA-protein complexes. On ...

Measuring the Mechanical Properties of Living Cells Using Atomic Force Microscopy

قياس الخواص الميكانيكية للخلايا الحية باستخدام المجهر القوة الذرية

Mechanical  properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many  biological processes including stem cell differentiation, ...

A Novel Method for Localizing Reporter Fluorescent Beads Near the Cell Culture Surface for Traction Force Microscopy

طريقة مبتكرة لإضفاء الطابع المحلي على مراسل نيون الخرز بالقرب من سطح الثقافة الخليوي لقوة الجر المجهري

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When ...

Atomic Force Microscopy Imaging and Force Spectroscopy of Supported Lipid Bilayers

قوة الذرية المجهر التصوير وقوة التحليل الطيفي لدعم الدهن طبقات ثنائية

Atomic force microscopy (AFM) is a versatile, high-resolution imaging technique that allows visualization of biological membranes. It has sufficient ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

في الموقع خارطة الخواص الميكانيكية لالأغشية الحيوية التي تتبع الجسيمات Microrheology

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

توليف الهلاميات المائية مع خصائص المضادة للحشف والأغشية لتنقية المياه

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

A Millimeter Scale Flexural Testing System for Measuring the Mechanical Properties of Marine Sponge Spicules

نظام ملليمتر اختبار العاطفة مقياس لقياس الخواص الميكانيكية للاسفنج البحري سبيكوليس

Many load bearing biological structures (LBBSs)&#8212;such as feather rachises and spicules&#8212;are small (&#60;1 mm) but not microscopic. Measuring the ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

بياكسيال الخصائص الميكانيكية لصمامات القلب بي

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...

Application of Atomic Force Microscopy to Detect Early Osteoarthritis

تطبيق المجهر القوة الذرية للكشف عن هشاشة العظام في وقت مبكر

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in ...