利用奈米技術比較巨噬細胞和單核球的機械特性

Abstract

巨噬細胞是一種位於組織內的白血球，由循環血液中的單核球變化而來。單核球在進入結締組織後，受到生長因子的刺激而分化成巨噬細胞。巨噬細胞便開始移動去吞噬微生物及腫瘤細胞。因此，不管是巨噬細胞的遷移或者是吞噬作用，細胞的機械特性皆扮演著重要的角色。 本論文將討論結合雷射鑷夾與原子力顯微鏡的系統架設，此系統的優點在於利用雷射鑷夾可以任意移動微粒子的特性，可對探針的表面做功能性的加工。同時，本系統也擴大了在此架構下單一各別系統的力量測範圍，更增加了此系統的應用性。為了配合原子力顯微鏡的架構，此系統的雷射鑷夾架設便採用背向散射光偵測架構，配合特殊設計的奈米等級移動平台。 為了研究細胞的機械特性，本文將討論探針偏移量與位移量的關係，並配合赫茲模型與液滴模型推論出細胞的楊氏係數與表面張力。為避免量測過程中，探針針尖傷害細胞。本實驗利用結合雷射鑷夾與原子力顯微鏡系統來製做球形針尖探針。藉由探針偏移量與位移量的實驗數據，分別與赫茲模型和液滴模型進行數學上的擬合。得到分化後的THP-1細胞（巨噬細胞）的楊氏係數平均值為1449 ± 500 帕，而THP-1細胞（單核球）的楊氏係數平均值為4496 ± 1700帕。並且求得分化後的THP-1細胞的表面張力平均值為81± 18皮牛頓/微米，而THP-1細胞的表面張力平均值為179 ± 53皮牛頓/微米。由上述結果可知，THP-1細胞的楊氏係數與表面張力皆大於分化後的THP-1細胞。