通過開發(fā)更好的疾病模型并將力學作為篩選選項，為更好的藥物篩選機會提供了更多選擇。通過使用3D組織來改進疾病模型，這些組織通過機械相關的支架進行增強。此外，組織力學的測試可以提供有關組織對不同藥物的反應的更多信息。這些模型顯示出癌癥藥物篩查和現(xiàn)在用球狀體建模的各種疾病的希望。

癌癥

癌癥是一種復雜的疾病，新藥可能對健康細胞產生不利影響，包括影響機制。使用3D組織的新模型正被用于識別新的治療方法，以及識別可能導致不良副作用的藥物的潛在問題[1]。在一項研究中，AFM用于測量神經元細胞的機械性能，并在使用化療藥物時發(fā)現(xiàn)顯著變化。作者認為他們的模型有可能被用作新藥的標志物，以確保它們沒有不良副作用[2]。在另一項研究中，使用各種工具對腫瘤和ECM的機制進行建模和測量，以確定不同的藥物如何影響腫瘤生長和ECM惡化。該研究還確定了不同抑制劑的潛力，這些抑制劑可能因其發(fā)現(xiàn)而產生更有效的治療方法[3]。

球體

球狀體是一種新興工具，用于創(chuàng)建3D組織模型，該模型可創(chuàng)建生理相關的基質和細胞組合。微球的機械測量有望作為測量藥物對微球影響的一種方式，以確定微環(huán)境是否有變化[4]。在一項研究中，使用納米壓痕來表征新型水凝膠的彈性以改善肝球狀體模型，并且改進后的模型顯示出更好的藥物代謝性能[5]。另一項研究使用微孔創(chuàng)建微球，并使用納米壓痕來表征微孔的特性，以確保不會隨著時間的推移而降解，并且孔具有相關的機械性能[6]。

心肌

心臟是一個機械器官，是藥物篩選的關鍵組成部分，作為一種新藥，不得對心臟產生不利影響。新技術已被用于測量心臟組織和細胞的機械性能，以改進藥物篩選方法[7]。一項研究調查了一種影響微管的藥物，并使用納米壓痕來比較有和沒有藥物治療的心肌細胞的機械性能。研究發(fā)現(xiàn)，使用機械測量能夠提高對疾病模型的理解，并顯示藥物如何影響心臟[8]。另一項研究使用納米壓痕來確定用于心臟藥物開發(fā)的誘導多能干細胞模型的成熟。他們調整了水凝膠的硬度以模擬老化組織樣本的硬度，發(fā)現(xiàn)較硬的組織也會影響組織功能[9]。

Pavone高通量納米壓痕儀

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

Pavone使研究人員能夠在接近生理條件下分析細胞和其他生物材料的結構和功能特性?？赏瑫r放置2個96孔板，Pavone允許高通量高含量篩選功能特性，包括細胞剛度、粘彈性、粘附、收縮、機械感應等。這一新平臺將微觀力學表征與光學成像和培養(yǎng)相結合，實現(xiàn)了快速方便的數(shù)據(jù)收集。預先校準的光纖傳感器以及預先編程的實驗進程，使得該儀器可以真正節(jié)省時間，產生大量有意義的實驗結果。Pavone細胞及生物材料分析儀

PAVONE

高通量細胞力學測試平臺

結合在線培養(yǎng)以及成像功能

關于Pavone

Pavone使研究人員能夠在接近生理條件下分析細胞和其他生物材料的結構和功能特性。

可同時放置2個96孔板，Pavone允許高通量高含量篩選功能特性，包括細胞剛度、粘彈性、粘附、收縮、機械感應等。Pavone細胞及生物材料分析儀

這一新平臺將微觀力學表征與光學成像和培養(yǎng)相結合，實現(xiàn)了快速方便的數(shù)據(jù)收集。

預先校準的光纖傳感器以及預先編程的實驗進程，使得該儀器可以真正節(jié)省時間，產生大量有意義的實驗結果。

高通量壓痕

簡單易用

空間充裕

自動控制

生物友好

工作過程

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

應用方向

病理學

單細胞病理學：研究癌細胞力學與基因表達之間的關系。癌癥是一種廣泛研究的疾病。

然而，機制和基因表達的相互作用，以及它們如何影響疾病進展，是一個相對較新的領域，許多問題尚待解決。

Pavone可以疊加單細胞力和熒光數(shù)據(jù)，因此可以耦合力基因表達關系。

機械藥理學

單細胞機械藥理學：研究細胞力學在疾病中的作用以及與藥物靶化合物的關系。

在藥理學中，機械生物學分析僅限于特定的應用領域，如心臟病，盡管已證明其他領域（如炎癥和纖維化）中機械特性的相關性是相關的。

Pavone能夠篩選大型樣本集的機械特性，從而解開目前尚未發(fā)現(xiàn)的藥物干預的潛在線索。

生理學

單細胞生理學：研究活細胞的功能特性。Pavone細胞及生物材料分析儀

隨著基因組篩查的日益普及，單細胞生理學領域在過去幾十年取得了很大進展。

為了全面理解單個細胞的功能方面，如干細胞分化或心肌細胞功能，力或機械特性可以用作讀取參數(shù)。

此外，它們可以使用Pavone和/或第三方設備的分析后測序與熒光耦合。

技術介紹

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

這種高通量納米壓痕平臺的設計考慮了機械生物學。直接力測量功能與模塊化成像和培養(yǎng)*集成，并可同時使用2塊96孔板。力測量使用Optics11 Life的基于光纖的MEMS傳感器進行，具有高精度、準度和低噪聲水平。

方法

Optics11公司Pavone高通量納米壓痕儀

成像

根據(jù)感興趣的研究，如果需要，可以使用熒光、共焦或其他更專業(yè)的成像模式來擴展標準亮場和相位對比成像能力。這里的圖片顯示了Pavone對EGFP染色酵母細胞的熒光和相位對比成像的疊加。

機械特性

Pavone的操作是為了與生物工作流程相結合而量身定制的，提供了*自動化的查找接觸、壓痕和數(shù)據(jù)分析程序。此外，可采用拖放方式設計半自動事件序列，或以“連續(xù)"模式使用儀器，其中觸摸屏界面使研究人員能夠選擇要進行分析的細胞。

培養(yǎng)

默認情況下，Pavone包括溫度控制，使用多個加熱元件和*控制機制，以確保均勻穩(wěn)定地加熱到生理溫度。此外，還可以添加CO2和濕度控制模塊，以提供類似培養(yǎng)箱的條件。