肥皂泡的光學如何幫助我們了解免疫細胞和癌癥的機制
圣安德魯斯大學的科學家開發(fā)出了一種先進的新型顯微鏡技術,可以徹底改變我們對免疫和癌細胞如何通過身體的理解。 彈性諧振干涉應力顯微鏡(ERISM)描繪了活細胞在移動,分裂和探測環(huán)境時所施加的極弱的機械力。 正如今天自然細胞生物學(2017年6月19日星期一)所述,ERISM解決了人類免疫細胞表面腳狀結構所施加的微小力量。這些腳允許免疫細胞找到通往體內(nèi)感染部位的最快路徑。類似的結構可能是癌細胞侵入健康組織的原因,并計劃在未來使用ERISM來更多地了解癌癥擴散所涉及的機制。
使肥皂泡呈彩虹狀外觀的物理效應是一種稱為薄膜干涉的現(xiàn)象。它基于在肥皂膜兩側(cè)反射的光的相互作用。白光組成的不同顏色與薄膜的不同局部厚度相互作用并產(chǎn)生熟悉的彩虹圖案。有效地,顏色是肥皂泡表面上每個點處的膜厚度的圖像。
可以使用類似的效果來確定細胞施加的力。圣安德魯斯物理與天文學院的Malte Gather教授解釋說:“我們的顯微鏡記錄了由薄而柔軟的探頭反射的光的非常高的色彩分辨率圖像。從這些圖像中,我們創(chuàng)建了一個高度精確的厚度圖。探頭 - 精度達到十億分之一米。
“如果細胞對探頭施加力,則探頭厚度會局部變化,從而提供有關所施加力的位置和大小的信息。
“盡管研究人員記錄了細胞施加的力,但我們基于干擾的方法提供了前所未有的分辨率,此外還提供了一個內(nèi)部參考,使我們的技術非常強大且相對容易使用。”
這種穩(wěn)健性意味著測量細胞力可能很快成為臨床診斷的工具。例如,醫(yī)生可能會發(fā)現(xiàn)ERISM方法可以補充現(xiàn)有技術來評估癌癥的侵襲性。目前正在努力擴大ERISM在診所的使用范圍。
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