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Study on elastic modulus of individual ferritin 被引量:2
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作者 ZHANG JinHai CUI ChengYi ZHOU XingFei 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2009年第5期723-726,共4页
The mechanical property of individual ferritin was measured with force-volume mapping (FV) under contact mode of atomic force microscopy (AFM) in this work. The elastic modulus of individual ferritin was estimated by ... The mechanical property of individual ferritin was measured with force-volume mapping (FV) under contact mode of atomic force microscopy (AFM) in this work. The elastic modulus of individual ferritin was estimated by the Hertz mode. The estimated value of the elastic modulus of individual ferritin was about 250-800 MPa under a small deformation. In addition, the elastic modulus of individual ferritin was compared with that of the colloid gold nanoparticle. 展开更多
关键词 弹性模量 原子力显微镜 铁蛋白分子 力-体积方法
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Research progress in quantifying the mechanical properties of single living cells using atomic force microscopy 被引量:8
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作者 Mi Li Lianqing Liu +1 位作者 Ning Xi Yuechao Wang 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2014年第31期4020-4029,共10页
The advent of atomic force microscopy(AFM)provides a powerful tool for investigating the behaviors of single living cells under near physiological conditions.Besides acquiring the images of cellular ultra-microstructu... The advent of atomic force microscopy(AFM)provides a powerful tool for investigating the behaviors of single living cells under near physiological conditions.Besides acquiring the images of cellular ultra-microstructures with nanometer resolution,the most remarkable advances are achieved on the use of AFM indenting technique to quantify the mechanical properties of single living cells.By indenting single living cells with AFM tip,we can obtain the mechanical properties of cells and monitor their dynamic changes during the biological processes(e.g.,after the stimulation of drugs).AFM indentation-based mechanical analysis of single cells provides a novel approach to characterize the behaviors of cells from the perspective of biomechanics,considerably complementing the traditional biological experimental methods.Now,AFM indentation technique has been widely used in the life sciences,yielding a large amount of novel information that is meaningful to our understanding of the underlying mechanisms that govern the cellular biological functions.Here,based on the authors’own researches on AFM measurement of cellular mechanical properties,the principle and method of AFM indentation technique was presented,the recent progress of measuring the cellular mechanical properties using AFM was summarized,and the challenges of AFM single-cell nanomechanical analysis were discussed. 展开更多
关键词 单个活细胞 原子力显微镜 机械性能 afm 生物过程 纳米分辨率 生物学功能 生理条件
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基于AFM的药物刺激前后淋巴瘤活细胞的形貌及弹性的变化(英文) 被引量:14
3
作者 李密 刘连庆 +4 位作者 席宁 王越超 董再励 肖秀斌 张伟京 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1502-1508,共7页
原子力显微镜(AFM)的发明为研究单个活细胞的形貌结构及物理特性提供了新的技术手段.然而,由于缺少合适的固定方法,利用AFM对动物悬浮活细胞的形貌进行高分辨率成像还面临着巨大的挑战.本文提出一种基于微柱阵列和静电吸附相结合的动物... 原子力显微镜(AFM)的发明为研究单个活细胞的形貌结构及物理特性提供了新的技术手段.然而,由于缺少合适的固定方法,利用AFM对动物悬浮活细胞的形貌进行高分辨率成像还面临着巨大的挑战.本文提出一种基于微柱阵列和静电吸附相结合的动物悬浮细胞固定方法.通过微柱阵列的机械钳制和多聚赖氨酸的静电吸附实现了对单个淋巴瘤B细胞的固定,并在此基础上利用AFM动态观测了不同浓度Rituximab刺激下淋巴瘤B细胞的表面形貌及弹性的变化.经过0.2 mg·mL-1的Rituximab刺激2 h后,细胞表面的褶皱增加,细胞的杨氏模量从196 kPa减小到183 kPa.经过0.5 mg·mL-1的Rituximab刺激2 h后,细胞形貌发生显著变化并出现突起结构,细胞的杨氏模量从234 kPa减小到175 kPa.实验结果表明淋巴瘤细胞形貌和弹性变化的幅度随着Rituximab刺激浓度的增加而增加,加深了对Rituximab作用效果的认识. 展开更多
关键词 原子力显微镜 淋巴瘤 弹性 力曲线 杨氏模量
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Mechanical properties of individual core-shell-structured Sn O2@C nanofibers investigated by atomic force microscopy and finite element method
4
作者 LIU Xing LI KeFeng +7 位作者 DUAN XiaoLu HUANG YuTing LI Shuai LIU YiLin XU Fu LI Zheng ZHANG Ping DING YanHuai 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第8期1144-1149,共6页
Although SnO_2-based nanomaterials used to be considered as being extraordinarily versatile for application to nanosensors,microelectronic devices, lithium-ion batteries, supercapacitors and other devices, the functio... Although SnO_2-based nanomaterials used to be considered as being extraordinarily versatile for application to nanosensors,microelectronic devices, lithium-ion batteries, supercapacitors and other devices, the functionalities of SnO_2-based nanomaterials are severely limited by their intrinsic vulnerabilities. Facile electrospinning was used to prepare SnO_2 nanofibers coated with a protective carbon layer. The mechanical properties of individual core-shell-structured SnO_2@C nanofibers were investigated by atomic force microscopy and the finite element method. The elastic moduli of the carbon-coated SnO_2 nanofibers remarkably increased, suggesting that coating SnO_2 nanofibers with carbon could be an effective method of improving their mechanical properties. 展开更多
关键词 SnO2 nanofiber core-shell structure elastic modulus atomic force microscopy finite element method
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基于AFM的乳腺癌细胞机械特性的测定 被引量:1
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作者 周富元 王文学 刘连庆 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第6期394-400,419,共8页
提出了一种基于Hertz模型的最优化方法,并研究了不同质量浓度(0,50,100,150和200μg/mL)的白藜芦醇培养36 h后的乳腺癌细胞(MCF-7)的杨氏模量和能量耗散变化情况。实验结果表明:基于Hertz模型的最优化方法相比于基于Hertz模型的高斯拟... 提出了一种基于Hertz模型的最优化方法,并研究了不同质量浓度(0,50,100,150和200μg/mL)的白藜芦醇培养36 h后的乳腺癌细胞(MCF-7)的杨氏模量和能量耗散变化情况。实验结果表明:基于Hertz模型的最优化方法相比于基于Hertz模型的高斯拟合法能使理论压痕曲线和实验压痕曲线更吻合;综合考虑细胞的杨氏模量与能量耗散比仅考虑细胞的杨氏模量,更能把不同状态的细胞之间的差异综合地表示出来。实验结果验证了基于Hertz模型的最优化方法相比于基于Hertz模型的高斯拟合法在计算杨氏模量上的优越性,并揭示了综合考虑杨氏模量与能量耗散的必要性。 展开更多
关键词 原子力显微镜(afm) 乳腺癌 杨氏模量 能量耗散 机械特性
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基于原子力显微镜的溶液环境下单个天然状态病毒颗粒多参数成像及纳米力学特性分析
6
作者 杨艳琪 冯雅琦 +1 位作者 魏佳佳 李密 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1728-1741,共14页
目的研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜(AFM)的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具,极大地促进了物理病毒学的发... 目的研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜(AFM)的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具,极大地促进了物理病毒学的发展。然而,目前人们对于力学特性在病毒生命活动过程中调控作用的认知仍然很不足,特别是利用多参数AFM成像技术对病毒颗粒开展的研究还不多见。本文结合AFM多参数成像技术和压痕实验技术研究了溶液环境下化学刺激诱导的单个天然状态病毒颗粒结构及力学特性动态变化。方法通过在盖玻片基底表面覆盖一层多聚赖氨酸以将慢病毒颗粒吸附到基底,随后利用AFM直接在溶液环境下对天然状态的单个病毒颗粒进行探测。基于AFM峰值力轻敲(PFT)多参数成像模式,同时获取单个病毒颗粒的形貌结构及力学特性图。在AFM形貌图导引下控制AFM探针移动至单个病毒颗粒中央部位进行压痕实验以测量病毒力学特性。利用75%酒精溶液对病毒颗粒进行处理后,对病毒颗粒的形貌结构及力学特性变化情况进行观测。结果利用AFM在溶液环境下可对单个病毒颗粒的形貌及力学特性进行高质量成像表征,实验结果显示病毒颗粒在空气中和溶液中分别呈现不同的黏附特性和弹性特性。经过酒精处理后,病毒颗粒形状变得不规则,且病毒颗粒的杨氏模量显著增加,形变能力显著减弱。结论本文结果为研究溶液环境下单个天然状态病毒颗粒的结构和纳米力学特性提供了新的方法,对于病毒学研究具有广泛的基础意义。 展开更多
关键词 原子力显微镜 病毒颗粒 多参数afm成像 纳米力学特性 力曲线 杨氏模量
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Measuring radial Young’s modulus of DNA by tapping mode AFM 被引量:1
7
作者 LIN Yi SHEN XinCheng WANG JingJing BAO Lei ZHANG ZhiLing PANG DaiWen 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2007年第23期3189-3192,共4页
Based on tapping mode AFM imaging, a method was demonstrated to evaluate compression elasticity of single double-stranded DNA (dsDNA) molecules in the force region. With images under ambient conditions, Young’s modul... Based on tapping mode AFM imaging, a method was demonstrated to evaluate compression elasticity of single double-stranded DNA (dsDNA) molecules in the force region. With images under ambient conditions, Young’s moduli of dsDNA in compression were calculated. Results demonstrated that Young’s moduli of dsDNA can be simply deduced according to the proposed model. The method can also be used to evaluate the compression elasticity of similar soft nanomaterials. 展开更多
关键词 测量光线 抽头模型 弹性 显微镜
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正常人眼角膜上皮细胞的原子力显微镜观察 被引量:10
8
作者 蔡小芳 杨筱曦 +1 位作者 蔡继业 邓华 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期881-885,共5页
应用原子力显微镜(AFM)在单细胞水平上分析了人眼角膜上皮细胞的形貌和机械性质,为进一步探讨人眼角膜上皮细胞结构与功能的关系奠定了基础。将体外培养的人眼角膜上皮细胞用2.5%戊二醛固定,空气中干燥后用原子力显微镜进行观察。从AFM... 应用原子力显微镜(AFM)在单细胞水平上分析了人眼角膜上皮细胞的形貌和机械性质,为进一步探讨人眼角膜上皮细胞结构与功能的关系奠定了基础。将体外培养的人眼角膜上皮细胞用2.5%戊二醛固定,空气中干燥后用原子力显微镜进行观察。从AFM形貌图可知,细胞呈长梭形,膜表面布满颗粒状物质,由AFM附带软件IP2.1的线分析及面分析功能,得到细胞膜表面结构的几何参数,包括高低差Rp-v、均方根粗糙度Rq、平均粗糙度Ra、平均高度Meant Ht。利用AFM高空间分辨的力位移曲线测量系统,可得出细胞膜的粘弹力、硬度和杨氏模量。AFM能对人眼角膜上皮细胞表面的超微结构清晰地成像并提供更多更确切的表面信息,从另一层面增加对眼角膜上皮细胞的认识。 展开更多
关键词 原子力显微镜 人眼角膜上皮细胞 形貌 粘弹力 硬度 杨氏模量
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原子力显微镜测量心肌细胞杨氏模量的研究现状 被引量:6
9
作者 朱烨 张宇辉 陈明 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期93-97,共5页
自原子力显微镜面世以来,已越来越广泛地被应用于各个领域的研究,尤其在细胞的微观领域有其独特的优势与价值。文中评述了近些年利用其测量表征细胞弹性的杨氏模量的方法和进展,并着重论述杨氏模量在心血管疾病中的应用研究。心肌细胞... 自原子力显微镜面世以来,已越来越广泛地被应用于各个领域的研究,尤其在细胞的微观领域有其独特的优势与价值。文中评述了近些年利用其测量表征细胞弹性的杨氏模量的方法和进展,并着重论述杨氏模量在心血管疾病中的应用研究。心肌细胞的杨氏模量不仅呈现随年龄的增长而增大的趋势,且与心血管的疾病有明显的相关关系。因此,测量心肌细胞的杨氏模量可以研究病变心肌细胞的物理改变,有助于了解心脏疾病,尤其是心衰及心梗的病理变化。 展开更多
关键词 杨氏模量 原子力显微镜 心肌细胞 力学特性 分子生物学 atomic force-fluorescence microscopy (afm)
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原子力显微镜测量双光子成型点的弹性模量 被引量:2
10
作者 苏亚辉 陈宇航 +4 位作者 董磊 郑志军 郭锐 肖诗洲 黄文浩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期667-672,共6页
提出了一种飞秒激光双光子成型点弹性模量的测量及结果分析方法。借助于原子力显微镜,选用无针尖探针对成型点的力学性能进行了测试,建立了椭球-平面接触的弹性力学模型。考虑了成型点剩余部分形变对结果分析的影响,在标定微探针弹性系... 提出了一种飞秒激光双光子成型点弹性模量的测量及结果分析方法。借助于原子力显微镜,选用无针尖探针对成型点的力学性能进行了测试,建立了椭球-平面接触的弹性力学模型。考虑了成型点剩余部分形变对结果分析的影响,在标定微探针弹性系数和对粘附力进行分析的基础上,提取了力曲线中所包含的力学信息,推算出了成型点的弹性模量,得到了成型点的弹性模量低于宏观材料弹性模量的结论。 展开更多
关键词 原子力显微镜 成型点 弹性模量 无针尖探针 力学模型
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原子力显微镜在水泥基材料中的研究及应用进展 被引量:2
11
作者 朱薇薇 庞超明 +1 位作者 韩雪芹 张萍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期125-130,共6页
首先从原子力显微镜组成、工作原理和工作模式等角度对原子力显微镜进行了详细介绍。然后从水泥水化产物形貌、结构、粗糙度、弹性模量,化学外加剂、矿物外加剂对水泥水化产物形貌、结构的影响以及界面过渡区结构、形貌等角度详细介绍... 首先从原子力显微镜组成、工作原理和工作模式等角度对原子力显微镜进行了详细介绍。然后从水泥水化产物形貌、结构、粗糙度、弹性模量,化学外加剂、矿物外加剂对水泥水化产物形貌、结构的影响以及界面过渡区结构、形貌等角度详细介绍了原子力显微镜在水泥基材料中的研究及应用进展。分析了国内外原子力显微镜在水泥基材料中的研究现状,以期推动国内原子力显微镜在水泥基材料领域中的应用。 展开更多
关键词 原子力显微镜 水泥基材料 纳米微观结构 弹性模量
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基于原子力显微镜的薄膜涂层界面观测及其变形特性 被引量:1
12
作者 刘畅 许金泉 +1 位作者 孟祥琦 李晨 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1485-1488,共4页
提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法,并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察,定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明,实验样品为柔性界面;界面相具有晶界型纳米相的微观分布... 提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法,并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察,定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明,实验样品为柔性界面;界面相具有晶界型纳米相的微观分布,该微观结构有助于缓解并阻止裂纹的产生,从而增强了纳米涂层材料的承载能力.从微观尺度上探索了界面相效应对材料弹性变形的影响. 展开更多
关键词 原子力显微镜 薄膜涂层 界面 微观结构 弹性模量
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应用原子力显微术表征细胞骨架形貌和测量中等纤维弹性模量的实验研究 被引量:1
13
作者 王静 唐祖明 顾宁 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期564-566,共3页
关键词 原子力显微术 细胞骨架 弹性模量 中等纤维 形貌 测量
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原子力声显微镜的原理及应用 被引量:1
14
作者 陈旖旎 白文坤 胡兵 《声学技术》 CSCD 2014年第6期508-511,共4页
原子力声显微镜结合了超声检测技术的三维成像能力与原子力显微镜的纳米尺度成像的近场显微技术。它在商用的原子力显微镜设备的基础上加以压电超声传感器产生声激励,并使用锁相放大器对数据进行收集分析,既可得到三维的纳米级的清晰形... 原子力声显微镜结合了超声检测技术的三维成像能力与原子力显微镜的纳米尺度成像的近场显微技术。它在商用的原子力显微镜设备的基础上加以压电超声传感器产生声激励,并使用锁相放大器对数据进行收集分析,既可得到三维的纳米级的清晰形貌图,又能通过建模分析样品表面的接触刚度及样品的弹性模量。目前,原子力显微镜被广泛应用于材料领域,用于检测样品的机械性能,比如样品的接触刚度、薄膜高分子材料的弹性模量,同时还运用于医学生物领域,用于观察细胞的超微结构及其表面和亚表面的弹性模量等。 展开更多
关键词 原子力声显微镜 纳米图像 弹性模量 接触刚度
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飞秒激光双光子成型点弹性模量测量与分析 被引量:1
15
作者 苏亚辉 郭锐 +4 位作者 董磊 郑志军 陈宇航 肖诗洲 黄文浩 《微细加工技术》 2005年第4期31-36,共6页
借助原子力显微镜,选用无针尖探针测量了材料为SCR500的成型点的力学性能,由于成型点的形状为椭球,根据测量方法建立了球-平面探针接触的Johnson-Kendall-Roberts弹性接触模型,考虑到成型点剩余部分形变对结果分析的影响,推算出单个成... 借助原子力显微镜,选用无针尖探针测量了材料为SCR500的成型点的力学性能,由于成型点的形状为椭球,根据测量方法建立了球-平面探针接触的Johnson-Kendall-Roberts弹性接触模型,考虑到成型点剩余部分形变对结果分析的影响,推算出单个成型点的弹性模量。测量和分析表明,双光子固化成型点的弹性模量大约为宏观材料的1/10。 展开更多
关键词 成型点 原子力显微镜 弹性模量 无针尖探针 力学模型
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基于新型探针的双频原子力显微系统开发
16
作者 郭彤 陶然 +3 位作者 武志超 陈津平 傅星 胡小唐 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期145-149,共5页
传统原子力显微镜(AFM)在接触模式下工作时具有接触力较大、易损伤样品的缺点.本文通过对新型自感应音叉探针施加双频激励,使得AFM工作在轻敲模式下,减小了接触力和扫描过程中的侧向力影响,实现了样品表面力学特性和亚表面结构的表征.... 传统原子力显微镜(AFM)在接触模式下工作时具有接触力较大、易损伤样品的缺点.本文通过对新型自感应音叉探针施加双频激励,使得AFM工作在轻敲模式下,减小了接触力和扫描过程中的侧向力影响,实现了样品表面力学特性和亚表面结构的表征.然后利用基于DSP的PI反馈控制模块,完成了线扫描实验,证明该双频原子力显微测量系统具有较好的测量能力. 展开更多
关键词 原子力显微镜 音叉探针 双频激励 谐振频率 弹性模量
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基于原子力显微镜技术研究不同激活态下肌节超微结构与压弹性
17
作者 朱杰 郭连红 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期46-50,76,共6页
目的搭建研究不同激活态下昆虫飞行肌纤维的超微结构与力学特性的系统,并以此开展近生理环境下的心肌生物力学研究,进而推动对心肌结构、力学特征和生理功能间关系的认识,为心肌病的基础研究和临床治疗提供更多的线索。方法采用轻敲模... 目的搭建研究不同激活态下昆虫飞行肌纤维的超微结构与力学特性的系统,并以此开展近生理环境下的心肌生物力学研究,进而推动对心肌结构、力学特征和生理功能间关系的认识,为心肌病的基础研究和临床治疗提供更多的线索。方法采用轻敲模式的原子力显微镜技术研究僵直态、松弛态和活化态下昆虫飞行肌肌原纤维的超微精细结构;采用纳米压痕技术研究不同生理状态下肌纤维的定点弹性特性。结果肌原纤维在僵直态、松弛态和3种活化态的肌节长度分别为:(2.10±0.05)(、3.10±0.10)(、2.50±0.15)μm(2 mmol/L Ca2+)(,2.60±0.25)μm(5 mmol/L Ca2+)和(2.55±0.15)μm(10 mmol/L Ca2+),A带长度始终保持在1.50μm左右,而I带的长度则有较大的变化(0.7~1.6μm);力学实验发现,在同一生理状态,肌原纤维的弹性参数的大小满足Z线>M线>重叠区>I带;在不同活化状态下,钙离子浓度变化对Z线、M线和I带的压弹性影响的程度很接近。结论 5 mmol/L的Ca2+浓度是合适的肌纤维活化浓度,肌节长度的分布符合肌动蛋白与肌球蛋白在重叠区相对滑移的力学和空间结构模型;AFM是肌纤维超微结构与力学特性高分辨研究的潜力工具。 展开更多
关键词 肌节 超微结构 压弹性 原子力显微镜 力学特性 生物力学
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聚氨酯涂膜弹性模量的AFM测定及微观结构分析
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作者 谢超 王起才 +3 位作者 于本田 李盛 林晓旭 鲁志铭 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1322-1330,共9页
为测定聚氨酯涂膜的弹性模量,建立了正三棱锥形态原子力显微镜(AFM)探针与涂膜的力学接触模型。同时,通过分析AFM的力学测试曲线,得出了探针与涂膜之间的力-压痕深度关系,并将其与力学接触模型相结合,确定了涂膜的弹性模量。此外,通过... 为测定聚氨酯涂膜的弹性模量,建立了正三棱锥形态原子力显微镜(AFM)探针与涂膜的力学接触模型。同时,通过分析AFM的力学测试曲线,得出了探针与涂膜之间的力-压痕深度关系,并将其与力学接触模型相结合,确定了涂膜的弹性模量。此外,通过正电子湮灭技术测试了涂膜的微观结构,并与其弹性模量进行了对比分析。最后,采用灰色关联理论对微观结构参数与涂膜弹性模量的相关性进行了研究。结果表明:涂膜的弹性模量测定结果为6.118~6.917 MPa,与现有文献中聚氨酯涂膜弹性模量的研究结果一致,证明该方法测定结果准确。由于自由体积尺寸及含量的增大降低了基材对其分子链段运动的限制能力,故涂膜的弹性模量与其自由体积孔径及自由体积分数均呈负相关性,其中,涂膜的自由体积平均孔径对其弹性模量的影响程度更高。 展开更多
关键词 弹性模量 原子力显微镜 微观结构 自由体积 灰色关联度
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骨髓间充质干细胞对不同时长应力刺激的力学响应 被引量:5
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作者 华闻达 韩东 +3 位作者 吴迪 冯建涛 许明卿 何飞 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期43-49,共7页
目的通过检测骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的弹性模量和表征细胞应力纤维结构,研究不同时长应力刺激下MSCs的力学响应特点。方法利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和激光共聚焦显微镜(laser scanning co... 目的通过检测骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的弹性模量和表征细胞应力纤维结构,研究不同时长应力刺激下MSCs的力学响应特点。方法利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)对体外培养的大鼠MSCs细胞骨架进行高分辨成像,同时使用带有微球的微悬臂实施微区力曲线检测,进针时间分别选择为0.1、0.5、1、5、10 s,计算并比较300 nm压入深度时MSCs的弹性模量。结果大鼠MSCs的细胞骨架呈现致密交联网状结构。细胞弹性模量随应力刺激时长改变而发生明显变化,MSCs在作用时间分别为0.1、0.5、1、5、10 s时各组弹性模量中位数和4分位数(QR)间距分别为10.02(QR=9.66)、1.94(QR=7.71)、3.63(QR=19.33)、17.15(QR=35.13)、23.52 k Pa(QR=34.87)。除刺激时间极短(0.1 s)的情况,细胞弹性模量有随应力刺激时间增长而增大的趋势。结论大鼠MSCs具有完善的力学承载结构,与理想弹性体不同,可对较长时间应力刺激做出主动响应,导致弹性模量上升。研究结果可以为组织工程学通过力学刺激调控MSCs行为的研究提供基础数据。 展开更多
关键词 间充质干细胞 机械刺激 弹性模量 原子力显微镜
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针刺与异常机械应力对大鼠椎间盘纤维环纳米级生物力学特性影响的对比 被引量:3
20
作者 李海涛 梁婷 +3 位作者 邵毅杰 陈曦 杨惠林 罗宗平 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2018年第34期5510-5517,共8页
背景:目前关于椎间盘退变机制的研究仍不透彻,尤其是不同退变机制影响下退变椎间盘纳米级改变的研究几乎处于空白状态。目的:建立一种简便易行的大鼠尾椎椎间盘退变模型,探索针刺及异常机械应力退变机制对纤维环单根胶原纤维纳米级别生... 背景:目前关于椎间盘退变机制的研究仍不透彻,尤其是不同退变机制影响下退变椎间盘纳米级改变的研究几乎处于空白状态。目的:建立一种简便易行的大鼠尾椎椎间盘退变模型,探索针刺及异常机械应力退变机制对纤维环单根胶原纤维纳米级别生物力学特性的影响。方法:取8只骨发育成熟的雄性SD大鼠,手法定位每只大鼠第5-11尾椎间盘位置,其中Co5-Co6椎间盘为正常组;对Co6-Co7椎间盘实施半程穿刺操作(针刺组);对第7-10椎间盘加装自行设计的外固定支架(其中Co8-Co9椎间盘为异常压应力组);Co10-Co11椎间盘为邻近组。4周后,对大鼠尾椎行磁共振矢状位T2加权像扫描,椎间盘组织行苏木精-伊红与番红O-快绿染色,以及椎间盘组织纤维环内外层原子力显微镜观察。结果与结论:(1)异常压应力组、针刺组大鼠尾椎间盘MRI信号明显低于正常组及邻近组(P <0.05),正常组及邻近组尾椎间盘MRI信号无明显差异;(2)组织学观察显示,邻近组尾椎间盘组织表现与正常组相似;针刺组一侧纤维环明显紊乱、增厚且突入髓核区域之内,髓核与纤维环界限紊乱,穿刺一侧髓核内细胞数量明显下降,空泡状结构消失;异常压应力组纤维环髓核区域面积下降,髓核细胞数量减少、聚集,空泡状结构消失,髓核与纤维环界限清晰;(3)原子力显微镜观察显示,各组纤维环外层的胶原纤维弹性模量均高于内层(P <0.05);邻近组、异常压应力组纤维环内、外层的胶原纤维弹性模量与正常组比较无差异;针刺组纤维环内、外层的胶原纤维弹性模量大于正常组、异常压应力组(P <0.01);(4)结果表明与异常压应力诱导机制不同,针刺机制诱导的椎间盘退变纤维环胶原纤维表现出明显僵硬化现象。 展开更多
关键词 纤维环 大鼠椎间盘退变模型 原子力显微镜 针刺与异常压应力 纳米级 椎间盘退化 显微镜检查 原子力 弹性模量 组织工程
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