測量活細胞內(nèi)的生物力學特性需要微創(chuàng)方法。光鑷是一種特別吸引人的工具。他們利用光的動量來捕獲和操縱微或納米級粒子。由Münster(德國)大學的Cornelia Denz教授帶領的研究小組，現(xiàn)已開發(fā)出一種簡化的方法，用以校準所研究系統(tǒng)內(nèi)的光鑷。意大利帕維亞大學的科學家也參與了研究。該研究結(jié)果發(fā)表在《科學報告》雜志上。

該校準確保不同樣品和不同設備的測量結(jié)果具有可比性。在粘彈性介質(zhì)中標定光鑷的一種最有前途的技術是所謂的主動-被動標定。這涉及到確定被調(diào)查樣品的變形能力和光鑷的力量。研究小組現(xiàn)在已經(jīng)進一步改進了這種方法，使測量時間縮短到幾秒鐘。優(yōu)化后的方法為表征活細胞的動態(tài)過程提供了可能。這些不能用更長的測量來研究，因為細胞在測量過程中會自我重組并改變它們的屬性。此外，縮短測量時間還有助于減少光致加熱對生物樣品造成損害的風險。

顯微鏡下用光鑷夾住的微粒。有的粒子插圖(放大)；紅色部分是使用的紅外激光器發(fā)出的光。

簡而言之，進行校準的基本程序如下：將微米或納米大小的顆粒嵌入在顯微鏡臺上的粘彈性樣品中�？焖俸途�確的納米級位移的樣品階段導致光學捕獲粒子振蕩。通過測量折射的激光，可以記錄樣品位置的變化，這樣就可以得出關于其性質(zhì)的結(jié)論，如剛度。這通常在不同的振蕩頻率下依次進行。由科妮莉亞·登茨(Cornelia Denz)和Münster研究小組的博士生蘭希爾·庫馬爾(Randhir Kumar)領導的團隊，現(xiàn)在在一個很寬的頻率范圍內(nèi)同時在幾個頻率上進行了測量。這種多頻方法縮短了幾秒鐘的測量時間�？茖W家們用不同濃度的甲基纖維素水溶液作為樣本。它們具有與活細胞相似的粘彈性。

活細胞和組織的剛度、粘度和粘彈性等生物力學特性在細胞分裂、細胞遷移、細胞分化和組織模式等許多重要的細胞功能中起著至關重要的作用�；罴毎�的這些特性也可以作為疾病進展的指標。例如，癌癥的發(fā)生和發(fā)展通常伴隨著細胞剛度、粘度和粘彈性的變化。

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