研究目的
利用单细胞力显微镜研究真核细胞与原核细胞在不同表面涂层上的粘附力差异，以理解初始粘附机制并探索抑制细菌粘附的潜在可能。
研究成果
研究表明，初始细胞黏附主要由静电相互作用主导，而表面涂层可调节黏附力。聚乙烯亚胺（PEI）涂层因具有能跨越层粘连蛋白层的柔性环结构，诱导产生更高的平均脱附力（MDFs），这对原核细胞尤为有利。通过相对和特定MDFs的标准化方法有效降低了数据变异性并突出了涂层效应。聚-D-赖氨酸/层粘连蛋白组合对原核细胞具有排斥性，这为设计优先促进真核细胞而非原核细胞黏附的表面提供了可能。研究结果支持采用特定MDFs来比较标准培养基过滤研究中的细胞黏附情况，并表明氮化硅与PEI具有相似的黏附增强特性，而层粘连蛋白作为几何间隔物可降低静电相互作用。
研究不足
该研究仅限于初始粘附力（5秒内），因此未捕捉到涉及特定整合素相互作用的长期粘附机制。由于单个细胞间的生物学差异，SCFM测量具有高度变异性，需要大样本量。该方法可能无法完全预测增殖结果，因为其他机制在初始阶段后才会发挥作用。此外，虽然使用聚多巴胺促进细胞附着提高了可比性，但可能对粘附产生未知影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用单细胞力显微镜（SCFM）测量细胞在不同表面涂层上的最大脱附力（MDF）。实验设计比较了原代小鼠神经细胞（PNC）、成骨样MC3T3细胞和头状葡萄球菌头亚种（Scc）在氮化硅、PEI、PEI/层粘连蛋白及PDL/层粘连蛋白涂层上的粘附力。研究旨在理解表面涂层如何影响初始细胞粘附，重点关注静电相互作用。方法包括SCFM力-距离曲线测量（控制接触时间1/2/5秒）、将MDF归一化至参考表面以减少变异性，以及采用双因素方差分析进行统计检验。
2：样本选择与数据来源：
细胞样本包含小鼠胚胎来源的PNC、DSMZ提供的MC3T3细胞及ATCC提供的Scc菌株。筛选标准为选用与植入体整合（真核细胞）和生物膜形成（原核细胞）相关的细胞。数据源自涂层表面的SCFM测量，每个细胞在多种表面进行测试以最小化细胞间差异。
3：实验设备与材料清单：
设备包括SCFM系统（CellHesion/Nanowizard II原子力显微镜，JPK仪器）、显微镜（Axio Observer A1，蔡司）、溅射镀膜仪（PPS-90UV，Von Ardenne）、等离子清洗机（Zepto LF，Diener电子）及培养皿加热器（PetriDishHeater，JPK）。材料包含盖玻片、氮化硅、PEI、PDL、层粘连蛋白、聚多巴胺、细胞培养基及缓冲液。具体型号与品牌详见产品章节。
4：实验流程与操作规范：
表面制备步骤为：先对盖玻片进行氮化硅溅射镀膜，再按需涂覆聚合物涂层（PEI或PDL）及层粘连蛋白。悬臂梁通过聚多巴胺功能化以实现细胞附着。SCFM测量流程包含悬臂梁校准、单细胞附着及在不同表面以随机网格模式记录多接触时间的力-距离曲线（避免表面损伤），每种细胞类型采集多组数据。
5：数据分析方法：
将MDF归一化至参考表面（氮化硅/5秒接触时间）以获取相对特异性MDF，降低个体细胞特性影响。采用双因素方差分析评估涂层与细胞类型差异的显著性，p值表示显著水平。
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