由新型激光衍射法测量结果推算红细胞膜弹性模量

　　严宗毅尚俊杰山慧贤"文宗曜…

　　（北京大学力学与工程科学系100871北京联合大学应用文理学院信息科学系100083）（…北京医科大学医学物理教研室血液流变学中心100083文宗曜教授等近年提出的新型激光衍射法与传统激光衍射法的差别在于：把红细胞悬浮在低粘度介质中，测量它们在突然停止剪切之后的动态松弛过程，由快慢两个时相的数据分别得到红细胞的小变形指标（DI）d和取向指标（DI）ort本文由这一小变形指标（DI）d出发，通过对于红细胞的受力分析，推算出红细胞膜的剪切弹性模ME.红细胞膜的本构方程指出T 2U2-1/X2），这里T是细胸副喻元受到的张力，X是细胞膜小微元的拉伸比。如果我们在平均意义上把上述关系用到红细胞整体，近似地把X取作变形后扁球形红细胞半长轴长度C与变形前圆盘形红细胞的半径C.之比，那么很容易由测量到的（D1）的值算出X的值。如果再能设法估算出细胞膜上张力T的大小，就可以推算出红细胞膜的弹性模量E.我们用两种办法来估算张力T，一种假设红细胞表面的流体应力与未扰动的剪切流中一样，另一种则采用体内奇点分布法求解低雷诺数剪切流中扁椭球表面的应力分布，沿剪切平面的边界积分计算。

　　前者得到了解析表达式，后者则导出了拟合公式。我们的实验表明，只要保持切变率小于150s-\由上述两种办法算出的男女健康人红细胞膜弹性模量都与国际中引用的正常值一致。进一步实验发现，这样算出的弹性模量值，能够正确而敏感地反映出钙离子通道、胰蛋白酶、吗啡等对于红细胞膜的影响，对于基础与临床研究有重要价值。（‘国家自然科学基金资助项目）BSA和胶原的竞争性吸附与细胞粘附应佩青王战会靳刚陶祖莱（中科院力学研究所微重力室北京100080）细胞在材料表面的粘附是贴壁依赖型细胞生长的前提，细胞只有在表面以一定的粘附力发生粘附并铺展后，细胞才能生长。当细胞与表面的粘附力较强时，有利于细胞生长，而当粘附力较弱时，则有利于细胞分化。现在普遍认为细胞粘附过程由细胞表面的受体对细胞外基质（ECM）蛋白的特异性i只别所调节。胶原等细胞外基质影响细胞的形态和功能，并提供细胞分化和增殖的信号。而培养介质是复杂的溶液，它们中许多有血清或添加的蛋白和表面活性物质。因而细胞在材料表面的粘附受蛋白质竞争性吸附所调节，包括基底预处理、培养基以及细胞分泌等许多不N来源的蛋白质竞争吸附。基底亲水性可影响蛋白在表面的吸附，因而研究蛋白在材料表面的吸附及疏水性对吸附的影响，有助于研究细胞-材料表面相互作用，并为组织工程中构建有利于细胞粘附和生长的生物材料提供有用信息。

　　本文在经过预处理而得到的亲水和疏水两种表面上，研究了BSA和胶原的吸附，并利用椭偏光学显微成像系统观察。结果表明，在单组分溶液中，胶原在疏水表面的吸附量比亲水表面的吸附量大，但在亲水表面的吸附速率比在疏水表面的吸附速率高。而当BSA和胶原共存时，胶原优先在亲水表面吸附，而BSA贝帔多吸附于疏水表面匕为了进一步研究蛋白质竞争性吸附与细胞粘附的关系，进行了细胞粘附实验。采用N旧3T3细胞，鸟培养基中不含血清及蛋白质时，细胞在亲水表面和疏水表面h的粘附区别不大。但当培养基中加入BSA和胶原，在亲水表面的粘附多于在疏水表面的粘附细胞。在含血清培养基中也发生类似现象，说明在含血培养过程，血清中含有的多种蛋白质在表面的竞争性吸附是导致细胞在不N表面粘附不N的重要原闲。

　　毛细管微包被法控制细胞粘附和生长张毅奕高宇欣陶祖莱（国家微重力实验室中科院力学所北京100080）细胞在基质表面上的定位粘附和生长是组织工程以及基于细胞的生物芯片和生物传感器等新兴生物工程领域的核心技术。由于哺乳动物细胞的平均直径约为lHm，这种定位必须是微米尺度上的定位。tj前有几种技术手段包括光刻法、光化学法和分子自组装单层法可用于达成这个目的，这些手段实际上均为传统