基于原子力显微镜的细胞破损有限元模型建立与分析

为获得细胞膜受冲击破损的实际应力应变值。应用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)对Hela细胞进行破膜实验,得到细胞几何参数和加载过程的力-位移曲线。基于实验所得表面形貌与材料参数建立细胞破损有限元模型,并使用ABAQUS进行分析。当针尖位移达到2.35μm时,实验所得破膜力为38.7 nN,模拟所得破膜力为39.3 nN,两者较为吻合,验证了模型的合理性和正确性。通过模拟获得细胞膜被穿破时,应力为24.3 kPa,塑性应变为0.23。本研究基于实验建立的细胞破损有限元模型,为模拟细胞的失效与破损过程提供了方法和参考。