纳米颗粒鸿沟的率先使得多种居品和技艺获取快速发展；可是，一些纳米粒子可能对环境和东谈主类健康组成威逼。为了使其安全实践，需要对纳米粒子过甚生物互相作用有全面的了解。体外和体内毒性测试被觉得是评估纳米颗粒安全性的黄金次第肛交 小说，但了解纳米系统对细胞力学的影响变得越来越有必要。在这里，从细胞力学（即生物纳米力学）的角度，强调并透视了粒子和细胞之间的互相作用。具体来说，谈论了细胞内和细胞外纳米颗粒损害细胞粘附、细胞骨架组织、硬度和移动的技艺。此外，强调了基于使用颗粒来笃定细胞力学的顶端纳米技艺开动用具的成立。这些包括牵引力显微镜、胶体探针原子力显微镜、光镊、磁力把持和粒子追踪微流变学。
这篇著作的中枢试验是对于纳米粒子与细胞互相作用的综述，非常是从细胞力学的角度来琢磨。以下是主要重点的详细：
纳米粒子（NPs）的生物医学运用： 纳米粒子在药物传递、成像对比、调养医学和生物传感等鸿沟的运用。 纳米粒子与细胞的互相作用： 计划了纳米粒子的特定物理化学性质若何影响细胞吸收、细胞毒性、体内生物能源学、系统毒性和纳米粒子的气运。 细胞力学的迫切性： 细胞力学是细胞功能和健康的迫切目标，影响细胞移动、分化、伤口愈合和组织圆善性等要津生物举止。 纳米粒子对细胞力学的影响： 谈论了细胞内和细胞外纳米粒子若何影响细胞粘附、细胞骨架组织、细胞硬度和移动。 纳米技艺用具的成立： 强调了基于使用粒子的顶端纳米技艺用具的发展，这些用具允许笃定细胞力学，包括牵引力显微镜、胶体探针原子力显微镜、光学钳子、磁把持和粒子追踪微流变学。 纳米粒子对细胞粘讴颂细胞骨架组织的影响： 纳米粒子可能会干豫细胞粘附卵白或改变粘附相关信号通路，从而破损细胞粘附。 纳米粒子对细胞硬度和移动的影响： 纳米粒子不错改变细胞硬度，何况通过破损细胞骨架、加多粘讴颂更正细胞移动相关卵白/分子的抒发来扼制细胞移动。 纳米粒子手脚计划细胞力学的用具： 纳米粒子和微粒子被用作计划细胞力学行径的用具，包括细胞与基质/细胞外基质的互相作用、细胞施加在基质上的力量（牵引力）以及细胞力学特质。 畴昔计划标的： 预测畴昔的计划将导致新的次第化左券，非常是针对科学家和工业界，以评估纳米粒子对东谈主体和动物毒性的影响，非常是从细胞力学的角度。图1所示。生物纳米力学包括两个不同的主题:(i) NP对细胞力学的影响(即细胞粘附，细胞骨架，细胞刚度，以及细胞的移动特质)和(ii)运用粒子来探伤细胞力学，包括流变特质和机械转导通路。
twitter 自慰图2。左图:细胞骨架(即f -肌动卵白、微管和中间丝)、结构和细胞粘附的暗意图相接和分子(即谬误相接、粘附相接、详细相接、桥粒、半桥粒和局灶黏附)。对的:不同的FA接头卵白。
图3。NPs带领细胞粘附毁伤。a) HMVECs VE-cadherin共聚焦显微镜图像(绿色)。细胞间渗漏(红色)箭头)在TiO2 np措置的样品中不雅察到，与莫得败露的对照细胞比拟。经许可转载。b)夸耀于SiO2 NPs后TR146上皮细胞的牵引力争;c)随时代变化的及时细胞牵引力应力散布图和NP措置的类型。经许可改编。d)巨噬细胞粘附的时代依赖性响应在不同浓度的SWCNTs存在的情况下，在金包覆的QCM名义经许可转载。
图4。探索NPs与细胞骨架卵白之间的互相作用。a) AgNPs的等离子体带红移是由两个原子的变成引起的主要细胞骨架卵白- agnp冠。裸AgNPs的等离子体峰值为406 nm。b)肌动卵白和微管卵白二级结构的改变与AgNPs集中。经许可改编。c)共聚焦显微镜图像夸耀肌动卵白微丝(红色通谈)和微管(绿色通谈)的组织，包括f -肌动卵白尖峰(红色箭头)和MT矫直，增厚，氧化锌(ZnO) NP措置后的遏抑(绿箭头)。
图5。NPs损害细胞刚度。a)对照和senps措置的MCF-7细胞的杨氏模量(E)值的比较。b)核靶向AuNP和AuNR措置后单细胞的刚度图
图6。NP对细胞移动的影响。a)亮场图像夸耀SiO2存在时TR146上皮细胞的细胞片移动冉冉NPs。b)三种不同类型NPs存在时细胞的位移弧线。
图7。模拟ECM的NPs被用作细胞培养基质。a) aunp名义功能化决议;扫描电子不同涂膜密度下的名义功能化显微镜(SEM)图像和接种神经元的活、死荧光染色图像在名义上。经许可转载。b)硅岛的SEM图像纳米线。比例尺5 μm。c)与粘附角(α)联系的力散布的分子压缩模子暗意图。
图8。牵引力显微镜系统。a)细胞体上的剪切和法向牵引应力矢量。b)荧光记号的f -actin(绿色)和荧光珠(红色)的共聚焦和STED图像。牵引的力量STED-TFM的字段。以kPa为单元进行情绪编码c)软硅胶图像衬底图案与荧光纳米盘。比例尺2 μm。插入:单个纳米盘中量子点的扫描电子显微镜(SEM)图像。鸿沟Bar 100nm。d)胚胎成纤维细胞黄色荧光卵白(YFP)-paxillin共聚焦图像;重建名义牵引力和e)图形流露每FA除以FA面积的力。
图9。胶体probe-AFM。a)荷载和广义Maxwell模子作用前后的三层结构暗意图狡计了三个隔室的杨氏模量(E)和粘度(μ)。b)扫描电镜，共聚焦图像和细胞的三维横截面夸耀癌细胞和曩昔细胞之间的刷密度和长度的各异。c)由曩昔细胞和癌细胞的受力弧线获取的电刷参数。
图10。光镊在细胞力学探伤中的运用。a)经。措置的小胶质细胞中索取的系索的SEM图像(上)LPS(脂多糖)和(底部)缆绳以速率Vt拉伸的暗意图。底部:微分插手对比图像纤维相接卵白包被的小珠粘附在不同位置的细胞上。玄色矢量流露CTF，红色矢量流露逆走运输。底下的图表形容了力和逆走运输之间的依赖关系手脚细胞位置的函数(n = 5)。c)存储模量、损耗模量、剪切模量的空间散布以及附着在a上的细胞的亮场图像弩模式;图案的方式用虚线超过夸耀。
图11。基于磁的机械刺激技艺暗意图。MBs与细胞膜集中或内化在细胞中细胞质。之后，对膜受体或细胞内隔室施加的力不错用静态磁铁(磁阻)，磁性镊子或磁力扭。
图12。a)细胞体中功能化的np(红色)(上)和变成肌动卵白云(下)。b)肌动卵白依赖性暗意图团聚对NPs的定位。c)袖珍图案的旨趣图磁平台。d)细胞中f -肌动卵白团聚(绿色)的共聚焦图像(线:I;交叉:X;广场:◻)。e)电板中与频率相关的导线不踏实性的笔据:对于旋转频率低于在临界频率下，导线不错在细胞内旋转。当频率高于临界频率时，丝在细胞质中颠簸。f)位于细胞核内的纳米线的亮场图像。的随时代旋转曩昔细胞(绿色)，缺少层粘连卵白A/C颓势细胞(红色)和细胞质(蓝色)以及相应的拟合(黑线)spring-dashpot模子。
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