非特异性表面黏附对红细胞形态及微流变学的影响

聚-L-赖氨酸（PLL）介导细胞的非特异性黏附，并常用于原子力显微镜（AFM）测量中，以确保细胞保持附着于基底上。然而，人们已认识到，黏附会影响所测得的力学性质，尤其是在红细胞（RBC）的情况下。这导致文献中报道的杨氏模量 E 存在较大跨度。 本研究旨在系统探讨非特异性黏附对红细胞流变学性质的影响。研究建立了附着红细胞形貌轮廓与其流变学性质之间的关联，涵盖从弱黏附（cPLL=10^-3 mg/mL）到强黏附（cPLL=100 mg/mL）条件。利用反射干涉对比显微术（RICM）和原子力显微镜（AFM），我们发现，由黏附促进的红细胞形态呈现连续谱变化，从凹形到穹顶形，这与囊泡黏附理论的预测一致。其弹性性质可根据黏附强度将红细胞区分为两类，其中较硬的红细胞（E≈100 Pa）与穹顶形细胞相关。 这些结果还得到了动态复剪切模量 G*(f) 的流变学测量支持：虽然储能模量随细胞-基底黏附增强而增加，反映出膜剪切模量的增大，但损耗模量保持不变。最后，受膜理论启发的进一步分析表明，在对弱黏附或强黏附红细胞进行压痕时，可能会激发不同的形变模式，这说明了 Hertz 模型的局限性。

聚-L-赖氨酸（PLL）介导细胞的非特异性黏附，并常用于原子力显微镜（AFM）测量中，以确保细胞保持附着于基底。然而，人们已认识到，黏附会影响所测得的力学性质，尤其是在红细胞（RBC）的情况下。这导致文献中报道的杨氏模量 E 存在较大的取值范围。本研究旨在为非特异性黏附对红细胞流变学性质的影响提供一种系统性研究方法。研究建立了黏附红细胞形貌轮廓与其流变学性质之间的关联，涵盖从弱黏附（cPLL=10^-3 mg/mL）到强黏附（cPLL=100 mg/mL）的不同状态。

借助反射干涉对比显微术（RICM）和原子力显微镜（AFM），我们发现，由黏附所促进的红细胞形状呈现连续谱变化，从凹形到穹顶形，这与囊泡黏附理论的预测一致。根据黏附强度，其弹性性质可将红细胞区分为两类，其中较硬的红细胞（E≈100 Pa）与穹顶形细胞相关。这些发现得到了动态复剪切模量 G*(f) 流变测量结果的支持：随着细胞-基底黏附增强，储能模量增加，这反映出膜剪切模量的增大；而损耗模量则保持不变。最后，受膜理论启发的进一步分析表明，在对弱黏附或强黏附红细胞进行压痕时，可能会触发不同的变形模式，从而揭示了 Hertz 模型的局限性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.23.734082v1?rss=1

🏷️ 红细胞 细胞黏附 微流变学 原子力显微镜 膜力学