Силовые измерения

Каплю суспензии, эритроцитов полученную описанным выше методом, наносили на порытое полилизином стекло (Thermo, Германия), инкубировали в течение 5 минут и смывали буферным раствором. Заполненную буферным раствором чашку Петри с закрепленным на дне стеклом помещали в держатель АСМ, наводили кантилевер на эритроциты при помощи инвертированного светового микроскопа (Биолам П2-1, ЛОМО, Россия), на платформе которого установлена измерительная головка АСМ, и осуществляли силовые измерения (получение силовых кривых).

Рисунок 25. Эритроцит на предметном стекле

Для измерений локальной упругости поверхности эритроцитов использовали АСМ-зонды ETALON (NT-MDT, Россия) с силовой постоянной 3,5±0,7 Н/м. Для того чтобы избежать разрушения мембраны при контакте с излишне острым зондом, зонды модифицировали (создавали контактную площадку) методом многократного сканирования свежего скола слюды в контактном режиме. Результаты модификации контролировали методом ПЭМ-визуализации. Для измерений использовали зонды, имеющие контактную площадку диаметром 200 нм.

Рисунок 26. Зонд до и после модификации.

 

Были получены массивы силовых кривых для нативных эритроцитов (контроль) и для эритроцитов, обработанных наночастицами диоксида титана в двух кристаллических модификациях (аморфная и анатаз). Статистически значимых отличий в наклоне силовых кривых выявлено не было.

Рисунок 27. Типичная силовая кривая для поверхности эритроцита (изгиб соответствует области деформации клетки).

Рисунок 28. Контрольная силовая кривая (твердая поверхность).

 

Выводы

 

Результаты, полученные при изучении методом АСМ мазков эритроцитов свидетельствуют о том, что повреждения мембран, возникающие под действием наночастиц диоксида титана значимо отличаются для наночастиц в форме анатаза и аморфной, имеющих одинаковый размер. Характерными формами повреждений являются точечные (круглые отверстия малого диаметра) и эрозивные – длинные и узкие трещины.

Методом атомно-силовой спектроскопии не удалось выявить изменения локальных механических свойств поверхности эритроцитов, обработанных наночастицами, в сравнении с нативными. Данный результат свидетельствует о том, что изменения, происходящие с эритроцитами под действием наночастиц, не затрагивают цитоскелет и не приводят к значимым изменениям механических свойств клетки в целом.

Проблема зависимости цитотоксических свойств наночастиц от их кристаллической структуры нуждается в дальнейшем исследовании с использованием более широкого набора модельных объектов.