近期，我校程发良教授团队在生物探针技术取得研究进展，相关成果以“Probing the Nanonewton Mitotic Cell Deformation Force by Ion-Resonance-Enhanced Photonics Force Microscopy“为题发表在材料学领域TOP期刊《Nano Letters》，并被选为封面。该论文以东莞理工学院为第一单位，博士后狄香君是该论文的第一作者，程发良教授和张敏教授为通讯作者。
细胞力学在细胞生长、分裂和运动等生命活动中起着至关重要的作用，可用于疾病诊断、免疫分析和药物筛选等，因此，开发准确、稳健且灵敏的检测单细胞力学的方法尤为必要。 光镊技术可以在3D范围内检测细胞的机械特性，准确反映其力学特征。但由于光阱力的束缚（皮牛级），其生物应用受到限制。在本研究中，我们利用抗反射涂层结构和离子共振效应，构建新型纳牛力学探针，实现光阱力从皮牛到纳牛的飞跃，用于检测有丝分离中期海拉细胞的硬度。该探针选用二氧化钛和二氧化硅作为抗反射涂层结构，为进一步提高力学探针的光阱力，在探针表面修饰上转换纳米颗粒，当激光频率与稀土离子的偶极振荡频率匹配时，数十万个稀土离子可以显著增加其电极化率、介电常数，从而增加探针的整体极化能力，进而提高光阱力。在光镊显微镜下，检测到最大陷阱刚度为14.24 pN μm⁻¹ mW⁻¹。为进一步验证该新型纳牛力学探针在细胞力学的应用，我们检测了有丝分裂时期海拉细胞的弹性模量为1.27 ± 0.3 kPa。该纳牛力学探针为探索三维细胞力学提供了可能，推动在单细胞水平上解析复杂的生命活动，为疾病诊断、治疗及新药合成提供新的方法。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03610
撰稿：狄香君 一审：张敏 二审：潘格川崎 三审：李长平
