Structural and mechanical properties of platelets measurements on air by force spectroscopy
Abstract
Results of study of mechanical properties of cells depend essentially on a method of their preparation and measurement conditions for determining these properties. Determination of modulus of elasticity is performed by processing the data of indentation using the most suitable mathematical model. The most frequently used model is the one by Hertz. The paper presents the results of investigations of the elastic properties of the pre-fixed with glutaraldehyde, and air-dried platelets of healthy young people. The elastic moduli were determined by nanoindentation curves obtained by atomic force spectroscopy. Analysis of the results of measurements carried out both with Hertz model and taking into account the adhesion forces according to the model of Johnson-Kendall-Roberts (JKR) is made. Determined average values of elastic modulus and surface density of adhesion energy and histograms showing frequency distributions of the moduli of elasticity of different values are presented.
About the Authors
A. A. Mohammed Salem
Belarusian National Technical University
Belarus
Belarus
N. S. Kuzhel
A. V. Luikov Heat and Masss Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
A. A. Makhaniok
A. V. Luikov Heat and Masss Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
S. A. Chizhik
A. V. Luikov Heat and Masss Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
References
1. Тимошенко, С. П. Теория упругости: пер. с англ. Н. А. Шошина / С. П. Тимошенко. Изд. 2-е. - Л., 1937.
2. Кузнецова, Т. Г. Определение механических свойств клеточных поверхностей / Т. Г. Кузнецова, М. Н. Стародубцева, Н. И. Егоренков // Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии: VII Междунар. семинар. Минск 1-3 ноября 2006 г. - Минск, 2006. - С. 153-157.
3. Лобов, И. А. Влияние способа подготовки образца на морфофункциональные характеристики эритроцитов при исследовании методом атомно-силовой микроскопии / И. А. Лобов, Н. А. Давлеткидеев // Вестн. Омского ун-та. -2013. - № 2. - С. 129-132.
4. Johnson, К. L. Surface energy and the contact of elastic solids / K. L. Johnson, K. Kendall, A. D. Roberts // Proc. Roy. Soc. London A. - 1971. - Vol. 324. - P. 301-313.
5. Manduca, A. Magnetic resonance elastography non-invasive mapping of tissue elasticity / A. Manduca [et al.] // Med. Image Anal. - 2001. - Vol. 5. - P. 237-254.
6. Методические аспекты определения модуля упругости высокоэластичных материалов и биологических клеток методом силовой спектроскопии / Салем А. А. Мохаммед [et al.] // Механика машин, механизмов и материалов. -2015. - №2(31). - С. 80-84.
7. Методика коррекции гистерезиса пьезосканера атомно-силового микроскопа / Салем А. А. Мохаммед [et al.] // Механика машин, механизмов и материалов. - 2015. - № 4 (5). - С. 73-78.
8. Barthel, Е. Adhesive elastic contacts - JKR and more / E. Barthel // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2008. - Vol. 41. - P. 1-40.
9. Dokukin, M. Е. Quantitative study of the elastic modulus of loosely attached cells in AFM indentation experiments / M. E. Dokukin, N. V. Guz, I. Sokolov // Biophys. J. - 2013. - Vol. 104. - P. 2123-2131.
10. Indentation versus Tensile Measurements of Young's modulus for soft biological tissues / C. T. McKee [et al.] // Tissue Engineering: Part B. - 2011. - Vol. 17. - P. 155-164.
11. Stiffness of normal and pathological erythrocytes studied by means of atomic force microscopy / I. Dulinska [et al.] // J. Biochem. Biophys. Methods. - 2006. - Vol. 66. - P. 1-11.
12. Jin, H. Detection of erythrocytes influenced by aging and type 2 diabetes using atomic force microscope / H. Jin // Biochem. and Biophys. Res. Communicat. - 2010. - Vol. 391. - P. 1698-1702.
13. Chizhik, S. A. Digital optical and scanning probe microscopy for biocells inspection and manipulation / S. A. Chizhik, E. S. Drozd, N. A. Fomin // 3rd Micro and Nano Flows Confwerence. Saliniki, Greece, 22-24 August 2011. - 2011. - P. 1-8.
14. Starodubtseva, M. Study of the mechanical properties of single cells as biocomposites by atomic force microscopy / M. Starodubtseva [et al.] // Microscopy: Science, Technology, Applications and Education. A.Mendez-Vilas and J.Diaz (Eds.). -Formatex, 2010. - P. 470-477.
15. Стародубцева, М. И. АСМ-исследование эритроцитов кренированных активными формами азота / М. Н. Стародубцева, Т. Г. Кузнецова, Н. И. Егоренков // Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии: VII Междунар. семинар. Минск 1-3 ноября 2006 г. - Минск, 2006. - C. 148-152.
16. Fuchs, H. Structural model of phospholipid-reconstituted human transferrin receptor derived by electron microscopy / H. Fuchs // Structure. - 1996. - Vol. 6, N 10. - P. 1235-1243.
17. Abulrob, A. Nanoscale imaging of epidermal growth factor receptor clustering / A. Abulrob // J. Biol. Chem. - 2010. -Vol. 285. - P. 3145-3156.
18. Van zanten, Th. S. A nanometer scale optical view on the compartmentalization of cell membranes / Th. S. Van Zanten, A. Carnbi, M. F. Garcia-Parajo // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010. - Vol. 1798. - P. 777-787.
Review
Views: 671
Email this article 
