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高速自动化细胞机械特性测量系统
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:0
  • 页码:1639-1645
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]沈阳理工大学机械工程学院 ,中国沈阳 110159, [2]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 ,沈阳 中国110016, [3]美国密西根州立大学电气与计算机工程学院 东兰辛 48824, 美国
  • 相关基金:国家自然科学基金(60904095,61175103),中国科学院、国家外国专家局创新团队团阮合作伙伴计划资助
  • 相关项目:纳米操作机器人技术在癌症靶向治疗中的应用研究
中文摘要:

细胞机械特性作为一种无标签(Label-free) 的生物标记,正得到越来越多的关注. 然而现有进行细胞机械特性测量的方法多以手工模式进行,耗时长、效率低下, 无法满足生物学统计分析对大批量样品测试的要求. 针对该问题,本文在原子力显微镜(Atomic force microscopy, AFM)基础上,建立了一套高速自动化的细胞机械特性测量系统. 该系统利用图像处理方法来识别细胞,利用局部扫描来实现AFM针尖和细胞相对位置的精确标定,进而不需要AFM成像就能实 现细胞机械特性的连续测定, 配合上程序化控制的运动载物平台,可以高速自动化完成大范围区域内细胞机械特性的批量规模化测量. 实验结果表明,该系统可以使得细胞机械特性的测量效率提高27倍,从而为Label-free生物标记的批量化测试提供了技术支撑.

英文摘要:

As a novel effective label-free b!omarker, the mechanical properties of cells have become increasingly important. However, the current methods of mapping the cellular mechanical properties are mostly carried out manually and this results in that the measurements are time consuming, which can not meet the demand of testing a large quantity of cell samples for biological statistical analysis. In this paper, a high-speed automatic system for measuring the mechanical properties of cells based on atomic force microscopy (AFM) is proposed. In this system, cells are recognized using an image processing method and the relative position of the cell with respect to AFM tip is accurately calibrated by the local scan method, i.e., the mechanical properties of cells can be measured sequentially without performing the step of AFM imaging. Besides, with the automation implementation, the high-throughput measurement of cellular mechanical properties can be performed rapidly. Experimental results show that the measurement efficiency of our system is 27 times faster than that of the traditional method.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550