红细胞膜弹性特性的AFM力曲线测量

人血红细胞生存环境的微小变化都会直接影响到膜骨架蛋白网络形变和细胞膜弹性力学性能的改变.利用原子力显微镜力曲线测量红细胞膜表面弹性,根据相关力-距离曲线图谱信息,分析活性红细胞在不同生理溶液环境中细胞膜弹性、黏附性与渗透脆性等变化特征.实验结果表明,经不同生理溶液制备的红细胞在维持其渗透压平衡条件下,细胞形态特征基本正常,直径约7~8？μm.当力曲线图谱表征的膜弹性等力学特性,波动较大且差异明显时,形变恢复作用力变化范围为30~150pN,黏附力变化范围为3.9~35nN.尤其是在探针接近和撤离膜表面过程中,不同程度的多峰锯齿波、压痕深度、黏滞拖拽线程和链状伸展形式的相关力曲线图谱,表征细胞膜表面存在着复杂作用力.在无Ca2+/Mg2+的D-PBS缓冲液中,通过调节Na+,K+浓度,改变生理溶液渗透压,红细胞形变显著,出现棘轮状、球形和血影空囊等形态,对应的细胞膜弹性等力曲线图谱信息也相对更为复杂.研究表明红细胞膜弹性特性和膜骨架形变都与生理环境中的溶质(糖类与晶体电解质等)、浓度和渗透压等因素有直接关系.这为深入了解生物膜的结构和动力学提供了证据,也为原子力显微镜应用于红细胞膜病的临床诊断提供了依据.