狭窄通道红细胞运动特性分析及应用

目的高通量单细胞力学特性测量在个体化医疗技术中逐渐体现出价值,红细胞力学特性在许多与血液相关的重点慢性疾病中有着重要作用。然而,由于红细胞的优越变形特性使得红细胞力学特性的高通量精准测量极具挑战。方法利用狭窄圆形通道中细胞-流体相互作用的流体动力学机理,结合机器学习方法,建立了精确测量红细胞力学特性的单细胞高通量测量方法。利用高速相机记录红细胞在恒定压力驱动下在微米直径毛细圆管内的时间序列影像。通过红细胞运动速度和稳定形态,学习反演得到红细胞的体积、面积、细胞膜剪切模量、细胞黏度。结果临床样本实验显示,利用本方法可以区分不同糖化血红蛋白受试者不同红细胞结构的力学特性差异。结论该方法从细胞尺度流固耦合动力学机理出发,实现了细胞力学本构特性的准确高通量测量,在运用细胞力学特性流式分析方法,监测血液相关的疾病健康管理中有着巨大的应用前景。