類器官是具有與活體器官相似生理結(jié)構(gòu)和功能的三維組織培養(yǎng)物。與傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)相比，類器官在體外提供了更準(zhǔn)確的環(huán)境表征。類器官提供了一個(gè)研究3D力學(xué)方面的框架，將機(jī)械生物學(xué)整合到類器官技術(shù)中可以創(chuàng)建更多與生理相關(guān)的體外模型。這些機(jī)械特性揭示了機(jī)械力如何決定類器官的表型、形態(tài)和功能。然而，評(píng)估類器官的機(jī)械特性可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，通常涉及損害其固有機(jī)械特性的固定方法。

Optics11 Pavone簡(jiǎn)化了類器官評(píng)估的解決方案：通過易用的工作流程，不需要專業(yè)操作人員或廣泛培訓(xùn)，最大限度地減少設(shè)備要求，處理時(shí)間和成本。此外，Pavone非破壞性地表征了活體類器官，提供更全面的機(jī)械指紋圖譜。

樣品制備

Pavone的納米壓痕技術(shù)允許在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下對(duì)生物樣品進(jìn)行機(jī)械探測(cè)。類器官的生長(zhǎng)和分化通常涉及將它們嵌入細(xì)胞外基質(zhì)支架（如Matrigel基質(zhì)膠）中，這可能會(huì)損害樣品的可及性并降低測(cè)量精度。為了防止這些問題，必須采用一種經(jīng)過驗(yàn)證的方法從3D支架中提取類器官，例如Corning細(xì)胞恢復(fù)溶液。

此外，在基底上固定類器官是必要的，以減少壓痕期間的橫向運(yùn)動(dòng)。將類器官轉(zhuǎn)移到先前涂有細(xì)胞外基質(zhì)蛋白（如膠原蛋白或?qū)诱尺B蛋白）或聚乙烯亞胺溶液的孔板上，根據(jù)樣品的具體特性確定固定底物。

力學(xué)測(cè)試

Pavone提供用懸臂式力傳感器（探頭）記錄的機(jī)械測(cè)量，具有廣泛的剛度和尺寸范圍。選擇合適的探針尺寸和彈簧常數(shù)可以顯著提高測(cè)量質(zhì)量和空間分辨率。實(shí)驗(yàn)中0.5 N/m，半徑10-50 μm的探針被證明是類器官力學(xué)表征的理想選擇。

矩陣掃描功能允許通過壓入不同的位置在納米尺度上繪制類器官的機(jī)械特性。Pavone軟件可以調(diào)整間隔距離和掃描網(wǎng)格的范圍大小。這些參數(shù)的選擇應(yīng)與所需的分辨率和類器官的總尺寸一致。不同的操作模式和壓痕輪廓可以測(cè)量特定的機(jī)械性能，如粘彈性和楊氏模量。為了以有效的方式獲得高分辨率的類器官剛度力學(xué)圖，可使用峰值負(fù)載(PLP)模式設(shè)置矩陣掃描。

為了快速篩選大量的類器官，系統(tǒng)支持配置一個(gè)自動(dòng)壓痕序列，允許在最小的操作人員參與下獲取大量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析

Dataviewer軟件有助于輕松擬合Pavone獲得的載荷壓痕曲線，以提取探測(cè)區(qū)域的楊氏模量。自動(dòng)生成結(jié)果的表示形式，如值分布的直方圖或空間分解的熱圖。同時(shí)，該軟件允許3D或2D顯示樣品剛度和形態(tài)的即時(shí)并行可視化。