55、心肌细胞无损二维运动测量与微流控气泡微操纵技术

心肌细胞无损二维运动测量与微流控气泡微操纵技术

1. 心肌细胞无损二维运动测量

1.1 心肌细胞跳动曲线分析

在室温保持 25°C 的条件下，使用巴氏管将用培养基稀释后的 SO₂ 微球溶液均匀洒在培养基中。当微球产生规律跳动时，开始记录数据。分离的心肌细胞在实验后约三个半小时内可保持相似的跳动频率，在 3.5 小时至 4 小时之间，跳动幅度会减小。

从心肌细胞的跳动曲线可以看出，不同运动方向的跳动曲线不一致。这可能是因为实验测量的并非单个心肌细胞，而是由多个心肌细胞组成的心肌细胞簇。在整个心肌细胞簇中，每个心肌细胞的波动状态、跳动幅度和跳动节奏并不完全一致。因此，当多个跳动状态叠加时，最初由肌节收缩引起的简单跳动会在不同方向呈现出不同的运动状态。

不同位置的心肌细胞跳动情况也存在很大差异，主要体现在跳动频率和跳动幅度上。为了证明这一点，选取同一培养皿中不同位置的另一簇心肌细胞，以相同方式获得其跳动曲线。

在上述两个实验中，使用了直径为 10 µm 的微球。由于球自身的重量，可能会对心肌细胞产生一定刺激。同时，当微球尺寸进一步减小时，微球可以停留在更精细的位置。也就是说，在可测量的情况下，微球尺寸越小，可测量的点和信息就越多。

1.2 广泛的非细胞毒性测量

在基于微球的 CHT 测量场景中，可能对心肌细胞产生影响的唯一接触物就是微球本身。实验中使用的微球是 SO₂ 微球，它可以在盐溶液中稳定存在，并且不会与培养基和缓冲液发生反应。购买时的 SO₂ 均匀分散在缓冲液中，因此测量工具不会影响心肌细胞的运动状态。所以，即使在任何时候，都可以通过微球同步检测心肌细胞。

然而，心肌细胞