高通量單細胞、器官功能測量及納米水凝膠培養(yǎng)系統是first個可以模擬心肌細胞生理形狀以及器官組織剛性的全自動測量單細胞牽引力的高通量平臺。能夠從細胞微觀水平到組織宏觀水平評估各種各樣的運動范圍、細胞運動軌跡、單個細胞力、硬度及離子濃度，如一個孔內一個小時測100個以上單細胞的收縮運動情況。測量對象包括多種貼壁細胞，如人源干細胞分化心肌細胞（IPS-CMs）、急性分離乳鼠細胞、骨骼肌細胞、平滑肌細胞，還包括小型細胞團，類器官等。
柔性圖案化水凝膠技術
first個可以模擬心肌細胞生理形狀以及器官組織剛性的全自動測量單細胞牽引力的高通量平臺。在unqiue研發(fā)的水凝膠基底上誘導人源多能干細胞分化心肌細胞（hiPSC-CM）分化。允許科研人員針對細胞形態(tài)、細胞張縮力、張縮速度、張縮功率、鈣瞬變等參數達到每小時100個單細胞的數據采集，真正實現高通量測試。
圖案化水凝膠
單個hiPSC-CM心肌細胞張縮數據的收集與計算
柔性圖案化水凝膠技術
圓形水凝膠 IPS-CMs細胞陣列 IPS-CMs單細胞
離子通道檢測／鈣波／鈣火花
測試多種細胞參數
支持多種參數的測試
• 搜索距離• 收縮力• 應變能• 收縮/舒張時間• 收縮時刻• 自動峰擬合• 牽引力Heatmap預覽• 牽引頻率與方向
應用-心臟
肥厚型心肌?。℉CM）舒張功能障礙（DD）細胞功能檢測
采用BAG3突變多能干細胞分化心肌細胞（mipsc-cms）構建疾病模型
小鼠中敲除BAG3基因產生的結果不一致，可能無法作為理想模型。故采用BAG3突變mipsc-cms構建疾病模
型進行研究。將心肌細胞接種到7:1的矩形基質上（10 kPa），發(fā)現收縮力降低，收縮距離顯著減少。
水凝膠模擬體內環(huán)境研究
水凝膠模擬體內環(huán)境研究不同剛性水凝膠上敷設圖案化培養(yǎng)基，可以誘導IPSC-CM生長至特定的形態(tài)，更接近人體CMs且微環(huán)境相仿，可作為優(yōu)秀的研究平臺
HCells培養(yǎng)測量系統研究GATA4基因在心肌細胞中的作用
10kPa條件下模擬人體內環(huán)境培養(yǎng)ips-cms，測量細胞收縮頻率，位移，收縮力及鈣通量
和動作電位。結果顯示GATA4基因的雜合子突變會明顯影響心肌細胞的發(fā)育過程。
干擾RNA (RNAi)治療小鼠模型中MYL2致限制性心肌病
圖案化水凝膠培養(yǎng)小鼠心肌細胞，可獲得細胞收縮速度、收縮距離及鈣重攝速率. 結果顯示
RNAi治療人類限制性心肌病的可行性、有效性和安全性。
Circulation, 2019, 140(9): 765-778.
應用-眼睛
HCells 培養(yǎng)測量系統研究原發(fā)性開角型青光眼發(fā)病機理-施累姆氏管內皮細胞
HCells 培養(yǎng)測量系統對施累姆氏管內皮細胞進行測量，表明細胞在受到腎上腺素等降眼壓藥物的作用下可以降低細胞力，從而指導治療青光眼的藥物研發(fā)。
HCells 培養(yǎng)測量系統研究原發(fā)性開角型青光眼發(fā)病機理-小梁網
HCells 培養(yǎng)測量系統可以對小梁網細胞進行收縮能力測試，經過miRNA治療后，在測量系統中可以明顯觀察到治療前后小梁網細胞中細胞力的變
化，從而證明藥物的有效性，因此HCells 力學測量系統可以用于治療青光眼的藥物篩選。
HCells 力學測量系統研究近視與角膜細胞的關系
HCells 培養(yǎng)測量系統可以研究眼部角膜細胞的細胞力變化情況，通過觀察近視前后角膜細胞的細胞力的變化，發(fā)現近視與角膜細胞細胞力
存在聯系， 從而可以利用HCells 力學測量系統揭示近視惡化情況。
應用-腫瘤
HCells 培養(yǎng)測量系統研究腫瘤侵襲性-膀胱癌
HCells 培養(yǎng)測量系統可以測試癌細胞在遷移過程中與基質的相互作用力，在膀胱癌中，根據不同類型膀胱癌細胞與基質的作用力大小不同可以辨別癌細胞的侵襲性的大小
HCells 培養(yǎng)測量系統研究腫瘤易侵襲機理-成纖維細胞
HCells 培養(yǎng)測量系統可以對成纖維細胞進行測試，研究正常以及癌變后成纖維細胞的細胞力及位移。通過HCells 力學測量系統從細胞與基
底作用力及細胞位移方面對癌細胞侵襲機制作出解釋。
HCells 培養(yǎng)測量系統研究腫瘤侵襲過程機理-乳腺癌
HCells 培養(yǎng)測量系統可以研究乳腺癌細胞隨時間對基底作用力的變化情況，發(fā)現癌細胞隨時間延長，對基底作用力逐漸降低，進而解釋癌細胞轉移的相關機理。
應用-免疫及分化
HCells 培養(yǎng)測量系統研究免疫細胞運動規(guī)律-嗜中性粒細胞
HCells 培養(yǎng)測量系統可以對不同硬度水凝膠下的細胞運動進行測量，例如免疫細胞中嗜中性粒細胞，系統詳細表征出細胞運動過程中的細胞力分布狀態(tài)以及細胞運動位移及速度。
HCells 培養(yǎng)測量系統研究細胞分化-前脂肪細胞
HCells 培養(yǎng)測量系統可以用于長時間研究細胞分化過程中的細胞力學及細胞位置的變化過程，例如前脂肪細胞的分化過程中利用系統可以詳細表征出細胞的形態(tài)及力學的變化過程，并且可以進行為期14天的細胞培養(yǎng)及分化測試。
應用-循環(huán)系統
HCells 培養(yǎng)測量系統研究循環(huán)系統-血小板
HCells 培養(yǎng)測量系統具有單個細胞測量，實時成像的特點，在血小板的測量中可以更加精確的對血小板凝聚過程進行測量，并且對細胞內部的施力方向進行詳細分析。
HCells 培養(yǎng)測量系統研究循環(huán)系統-血管內皮細胞
HCells培養(yǎng)系統對血管內皮細胞可以提供不同剛性水凝膠模擬不同年齡下的細胞外基質剛性，并通過力學測量系統可以進一步研究出內皮
細胞中細胞力與年齡之間的關系，從而對因年齡引起的動脈粥狀硬化等疾病產生指導意義。
高通量單細胞器官功能測量納米水凝膠3D培養(yǎng)
關鍵詞：細胞力學，收縮力，興奮耦聯，單細胞，水凝膠，類器官 ，鈣瞬變，細胞力快速檢測，細胞貼壁，心肌細胞測試，可控硬度培養(yǎng)皿,牽引力顯微鏡，細胞力，細胞收縮，機械生物學，單細胞檢測，3D細胞培養(yǎng)，細胞遷移，細胞形態(tài)，離子濃度, 電刺激，高通量篩選，心肌細胞，內皮細胞，平滑肌細胞，成纖維細胞，癌細胞，免疫細胞，干細胞
