Mikrocytometria odkształceniowa wykorzystująca technikę mikrosystemów

• Autorzy: Walczak R. , Pokrzywnicka A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2017.2.6

Warianty tytułu

EN

Deformational microcytometry using the technique of microsystems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono istniejące rozwiązania metodologiczno-techniczne wykorzystujące technikę mikrosystemów, a także zaproponowano nowatorską koncepcję rozwiązania własnego, służącego do badania właściwości mechanicznych oocytów zwierzęcych w celu powiązania ich z potencjałem rozrodczym komórek. Stwierdzono, że istnieje zapotrzebowanie badawcze na nowe rozwiązania techniczne i metodologiczne pozwalające na określanie cech mechanicystycznych komórek o wymiarach od kilku do kilkunastu mikrometrów z uwagi na możliwe powiązanie tych właściwości z potencjałem biologicznym komórek.

EN

The paper presents the existing methodological and technical solutions using microsystems technology, along with our own proposition of innovative solution concept to study the mechanical properties of animal oocytes in order to link them with reproductive potential of cells. There is a need for new research of technical and methodological solutions allowing the determination of the mechanical properties of cells with dimensions of a few to several micrometers due to the possible connection between these properties with the biological potential of cells.

Słowa kluczowe

PL

mikrocytometria odkształceniowa; właściwości mechaniczne komórek; oocyty; mikroinżynieria; mikrosystemy

EN

deformation cytometry; mechanical properties of cells; oocytes; micro-engineering; microsystems

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 58, nr 2
• Strony: 27--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Walczak R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Pokrzywnicka A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Jones W. R., Ting-Beall H. P., Lee G. M., Kelley S. S., Hochmuth R. M., Guilak F. 1999. “Alterations in the Young’s modulus and volumetric properties of chondrocytes isolated from normal and osteoarthritic human cartilage”. Journal of Biomechanics 32(2): 119–27.
• [2] Thoumine O., Ott A. 1997. “Time scale dependent viscoelastic and contractile regimes in fibroblasts probed by microplate manipulation”. J Cell Sci. 110 (Pt 17): 2109–16.
• [3] Chan B. P., Li C. H., Au-Yeung K. L., Sze K. Y., Ngan A. H. 2008. “A microplate compression method for elastic modulus measurement of soft and viscoelastic collagen microspheres”. Ann Biomed Eng. 36(7): 1254–67.
• [4] Peeters E. A., Bouten C.V., Oomens C.W., Baaijens F.P. 2003. “Monitoring the biomechanical response of individual cells under compression: a new compression device”. Med Biol Eng Comput. 41(4): 498–503.
• [5] Moraes Ch., Sun Y., Simmons C. A. 2010. “Microfabricated devices for studying cellular biomechanics and mechanobiology”. Studies in Mechanobiology, Tissue Engineering and Biomaterials (4): 45-175.
• [6] Friedl P., Wolf K. 2003. “Tumour-cell invasion and migration: diversity and escape mechanisms”. Nature Reviews Cancer 3(5): 362–374.
• [7] Lekka M., Laidler P. 2009. “Applicability of AFM in cancer detection”. Nat Nanotechnol. 4(2): 72–3.
• [8] Di Carlo D. 2012. “A mechanical biomarker of cell state in medicine”. J Lab Autom. 17(1): 32–42.
• [9] Guck J., Lautenschläger F., Paschke S., Beil M. 2010. “Critical review: cellular mechanobiology and amoeboid migration”. Integr Biol (Camb). 2(11-12): 575–83.
• [10] Gifford S. C., Derganc J., Shevkoplyas S.S., Yoshida T., Bitensky M.W. 2006, “A detailed study of time-dependent changes in human red blood cells: from reticulocyte maturation to erythrocyte senescence”. Br J Haematol. 135(3): 395–404.
• [11] H ou H. W., Li Q. S., Lee G. Y., Kumar A. P., Ong C. N., Lim C.T. 2009. “Deformability study of breast cancer cells using microfluidics”. Biomed Microdevices 11(3): 557–64.
• [12] Gabriele S., Versaevel M., Preira P., Théodoly O. 2010. “A simple microfluidic method to select, isolate, and manipulate single-cells in mechanical and biochemical assays”. Lab Chip 10(11): 1459–67.
• [13] Nakahara K., Sakuma S., Hayakawa T., Arai F. 2015. “On-Chip Transportation and Measurement of Mechanical Characteristics of Oocytes in an Open Environment”. Micromachines 6(5): 648–659.
• [14] Nelson B.J., Sun Y., Greminger M.A. 2005. “Microrobotics for Molecular Biology: Manipulating Deformable Objects at the Microscale”. Springer Tracts in Advanced Robotics (STAR) 15: 115–124.
• [15] Sun Y., Wan K. T., Roberts K. P., Bischof J. C., Nelson B. J. 2003. “Mechanical property characterization of mouse zona pellucida”., IEEE Transactions on NanoBioscience 2(4): 279–286.
• [16] Gossett D. R., Tse H. T., Lee S. A., Ying Y., Lindgren A. G., Yang O. O., Rao J., Clark A. T., Di Carlo D. 2012. “Hydrodynamic stretching of single cells for large population mechanical phenotyping”. Proc Natl Acad Sci USA 109(20): 7630-5.
• [17] H u S., Eberhard L., Chen J., Love J. C., Butler J. P., Fredberg J. J., Whitesides G. M., Wang N. 2004. “Mechanical anisotropy of adherent cells probed by a three-dimensional magnetic twisting device”. Am J Physiol Cell Physiol. 287(5): C1184-91.
• [18] Strohm E. M., Berndl E.S., Kolios M.C. 2013. “High frequency label-free photoacoustic microscopy of single cells”. Photoacoustics 1(3-4): 49–53.
• [19] Liu X., Shi J., Zong Z., Wan K. T., Sun Y. 2012. “Elastic and Viscoelastic Characterization of Mouse Oocytes Using Micropipette Indentation”. Annals of Biomedical Engineering 40 (10): 2122–2130.
• [20] Kim J., Kim J. 2013. “Viscoelastic Characterization of Mouse Zona Pellucida”. IEEE Trans Biomed Eng. 60(2): 569–75.
• [21] Abadie J., Roux C., Piat E., Filiatre C., Amiot C. 2014. “Experimental measurement of human oocyte mechanical properties on a micro and nanoforce sensing platform based on magnetic springs”. Sensors and Actuators B: Chemical 190: 429–438.
• [22] Luo Z., Guven S., Gozen I., Chen P., Tasoglu S., Anchan R. M., Bai B., Demirci U. 2015. “Deformation of a single mouse oocyte in a constricted microfluidic channel”. Microfluid Nanofluidics 19(4): 883–890.
• [23] Boccaccio A., Lamberti L., Papi M., De Spirito M., Douet C., Goudet G., Pappalettere C. 2014. “A hybrid characterization framework to determine the visco-hyperelastic properties of a porcine zona pellucida”. Interface Focus 4(2): 20130066.
• [24] Lai D., Takayama s., Smith G. D. 2015. „Recent microfluidic devices for studying gamete and embryo biomechanics”. Journal of Biomechanics 48: 1671–1678.

Uwagi

PL

2. Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).