研究目的
开发并评估一种利用光交联技术在微米级分辨率下选择性硬化纤维蛋白水凝胶内特定区域的方法，以研究细胞与细胞外基质的相互作用。
研究成果
该方法成功实现了以微米级分辨率选择性硬化纤维蛋白水凝胶，硬度增幅高达25倍，模拟了天然细胞介导的变化。它通过允许对外部局部细胞外基质硬度进行控制，为研究机械生物学提供了一种工具，在胶原蛋白等其他天然基质中也有潜在应用。
研究不足
该方法可能需要针对不同水凝胶成分、细胞类型和实验条件进行优化。原子力显微镜（AMR）的空间分辨率受微珠密度限制，而微珠密度可能改变水凝胶结构。需注意硬度测量中存在各向异性，且在其他体系中可能存在潜在细胞毒性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用激光扫描共聚焦显微镜激活的钌催化光交联技术（RCP）选择性硬化纤维蛋白水凝胶，并通过主动微流变学（AMR）测量硬度变化。
2：样本选择与数据来源：
使用牛纤维蛋白原和羧基化二氧化硅微珠制备纤维蛋白水凝胶，以人皮肤成纤维细胞进行存活率检测。
3：实验设备与材料清单：
包括Fluoview 1200激光扫描共聚焦显微镜、60倍1.45数值孔径油浸物镜、蓝光LED、微珠、纤维蛋白原、凝血酶、钌化合物、过硫酸钠及细胞培养试剂。
4：45数值孔径油浸物镜、蓝光LED、微珠、纤维蛋白原、凝血酶、钌化合物、过硫酸钠及细胞培养试剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：水凝胶浇铸后通过激光或LED光照交联，采用AMR测量硬度；通过共聚焦反射显微镜和光学流分析评估结构变化；利用活死染色法检测细胞存活率。
5：数据分析方法：
在Origin Pro中使用Mann-Whitney U检验（Bonferroni校正）进行统计分析；通过Matlab的光学流算法和图像二值化处理进行结构分析。
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获取完整内容-
Fluoview 1200 laser scanning confocal microscope
1200
Olympus
Used for selective photocrosslinking and imaging of hydrogels.
-
carboxylated silica microbeads
2.0 μm
Bangs Laboratories
Used as probe particles in active microrheology to measure stiffness.
-
bovine fibrinogen
Sigma
Used to prepare fibrin hydrogels.
-
bovine thrombin
Sigma
Used to catalyze gelation of fibrin hydrogels.
-
tris(2,2′-bipyridyl) dichlororuthenium (II) hexahydrate
Sigma
Used as a catalyst in the photocrosslinking reaction.
-
sodium persulfate
Sigma
Used as an oxidizer in the photocrosslinking reaction.
-
blue LEDs
460 nm
SparkFun
Used for bulk crosslinking of hydrogels.
-
glass bottom dishes
35 mm
MatTek
Used for casting and holding hydrogels during experiments.
-
DMEM
Gibco
Used as culture medium for hydrogels and cells.
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FBS
Gibco
Used in culture medium.
-
Penicillin-Streptomycin
Gibco
Used in culture medium for antibiotic protection.
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Calcein-AM
Invitrogen
Used in live-dead assay to stain live cells.
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ethidium homodimer
Invitrogen
Used in live-dead assay to stain dead cells.
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