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AKB: Biologische Physik

AKB 15: Cell Mechanics and Rheology

AKB 15.3: Talk

Friday, March 4, 2005, 12:15–12:30, TU H2013

Spektroskopie aktiver Zellkräfte mittels SFM — •Claudia Brunner¹, Allen Ehrlicher¹, Michael Gögler¹, Bernd Kohlstrunk¹, Detlef Knebel² und Josef Käs¹ — ¹Universität Leipzig, Experimentelle Physik I, Physik weicher Materie, Linnéstr 5, 04103 Leipzig — ²JPK Intruments, Bouchéstr 12, 12435 Berlin

SFM Messungen an biologischen Proben beschränken sich bisher auf die Bildgebung durch Abscannen und auf die Bestimmung elastischer und viskoelastischer Eigenschaften durch Kraft-Abstandskurven. Diese Verfahren ermitteln nur passive Materialeigenschaften und werden so dem lebendigen Charakter dieser Objekte nicht gerecht. Zellen sind in der Lage, aktiv Kräfte aufzubauen, um sich z.B. durch Gewebeverbände bewegen zu können. Das SFM hat die geeignete Sensitivität im nN-Bereich um diese Kräfte zu bestimmen. Eine auf eine Cantileverspitze geklebte Polystyrolkugel wird im Weg einer sich bewegenden Zelle positioniert. Die Zellen, hier Keratozyten bewegen sich unter deutlicher Verformung unter der Kugel hindurch. Der so ausgelenkte Cantilever detektiert die vertikal wirkende Kraft, die es erlaubt, die Vorwärtkräfte der Zellen zu berechnen. Im gemessenen Signal sind Lamellopodium und Zellkörper gut zu unterscheiden. Erst wenn die Kraft, mit der die Kugel auf den Boden drückt, zu groß ist, wird die Zelle gebremst. Diese Methode der Kraftmessung wird ausführlich beschrieben.