Quantum Design-免校准生物型光镊-SENSOCELL

免校准生物型光镊-SENSOCELL

西班牙impetux公司推出的免校准生物型光镊-SENSOCELL，采用“光动量计算LIGHT MOMENTUM METHOD”技术，解决了传统光镊校准繁琐、通量低、无法进行细胞内部力学测量的难题。SENSOCELL通过高度聚焦激光束产生的力来操控细胞内或者细胞外的微粒，并且结合力学检测系统和成像系统（如普通明场显微镜、共聚焦显微镜、超分辨显微镜），可以直观地对细胞或者组织进行分子层面的力学测量，广泛应用于细胞生物力学的研究，如：细胞膜动力学、细胞与细胞相互作用、细胞骨架、细胞硬度、单分子动力学等。

免校准光镊技术特点

▣ 光阱测量模块

• 专利力谱测量技术——LIGHT MOMENTUM METHOD（专利号：EP 2,442,316）

• 无需校准，直接测力；

• 最多支持256个独立光阱，每个光阱xy平面独立移动；

• 每个光阱单独测力；

• 可整合多种成像模式：如明场、EPI、TIRF、共聚焦等；

• 力学分辨率：<50 fN

• 样品定位精度：1 nm、位移精度：0.1 nm。

▣ 光阱生成模块

• 光阱激光：1064 nm单频率激光，超低背景；

• 光阱激光功率：3W；

• 2D 快速光阱操控 (高达 25 kHz)；

• 独立光阱亚纳米精度精确控制；

• 工作视野：70 μm x 70 μm（60X 物镜下）；

• 光阱刚度：3pN/mW·μm（1μm小球）；

• 光阱轨迹：支持自主编程设计光阱运动轨迹和振荡轨迹。

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左：光阱测量模块；右：光阱生成模块

免校准光镊应用领域

细胞膜研究

细胞核动力学

细胞内流变学

细胞-细胞互作

相变与相分离

细胞硬度

微生物动力学

胶体

分子马达

单分子结构解析

技术原理

SENSOCELL免校准生物型光镊主要由上样模块、光镊生成模块、力学检测模块以及成像（明场、EPI、TIRF、共聚焦以及超分辨）模块组成。光镊生成模块通过高度聚焦激光束产生的力来操作纳米或微米级的介电质颗粒，实现了对生物分子的单分子水平的操纵；力学检测模块采用“光动量计算LIGHT MOMENTUM METHOD”技术，无需校准即可对细胞内外进行力学操控测量。

捕获中心（左）和偏心（右）微球的光束传播路径的模拟。在第一种情况下，由于前向散射光偏转角的平均值为零，因此没有净回复力（net restoring force）。第二种情况，≠0，物体上的受力为：F=n•P•/c。

▣ 光镊：

• 无需校准，直接测力；

• 检测范围：70 μm×70 μm （60X物镜下）；

• 独立光阱数目：1-256个；

• 光阱类型：高功率1064nm单频率激光；

• 力学检测分辨率：<0.05 pN

• 最大逃逸力：>1 nN （在样品面激光功率为1W时对于4.5μm聚苯乙烯微球）

• 样品定位精度：1 nm、位移精度：0.1 nm；

• 光阱移动特性：所有光阱可在 x,y 平面独立移动。

▣ 显微镜：

• 支持基于Nikon Ti2倒置显微镜的各种显微成像系统

• 观测范围：70 μm×70 μm （60X物镜下）；

• 荧光波段：支持405nm-670nm不同的荧光波段

• 成像模态：支持明场、宽场、TIRF、共聚焦以及超分辨成像；

• 兼容性：支持诸如OKOLAB等不同活细胞培养系统；

• 样品台兼容性：支持小皿，玻片以及微流控芯片等。

■ 细胞核形变

SCIENCE：细胞核充当细胞形状变形的弹性机械转换器，并控制细胞的动态行为

■ 细胞质力学

Nature Physics：分裂过程中细胞内硬度降低和粘弹性流动性增加

■ 细胞膜动力学

Nature Physics：周期性障碍物调节膜张力传导，实现局部机械传递

■ 细胞膜动力学

巨型单层囊泡(giant unilamellar vesicles, GUVs)研究

■ 细胞相互作用

T细胞与肿瘤细胞相互作用

• Targeting ELOVL6 to disrupt c-MYC driven lipid metabolism in pancreatic cancer enhances chemosensitivity. Nature Communications (2025): https://doi.org/10.1038/s41467-025-56894-8

• Periodic Obstacles Regulate Membrane Tension Propagation to Enable Localized Mechanotransduction. Biorxiv (2025):https://doi.org/10.1101/2025.01.14.632796

• Measuring age-dependent viscoelasticity of organelles, cells and organisms with time-shared optical tweezer microrheology. Nature Nanotechnology (2025): DOI: 10.1038/s41565-024-01830-y

• Accessing activity and viscoelastic properties of artificial and living systems from passive measurement. Nature Materials (2024): https://doi.org/10.1038/s41563-024-01957-2

• A MEC-2/stomatin condensate liquid-to-solid phase transition controls neuronal mechanotransduction during touch sensing. Nature Cell Biology (2023): https://doi.org/10.1038/s41556-023-01247-0

• The laminin-keratin link shields the nucleus from mechanical deformation and signaling. Nature Materials (2023): https://doi.org/10.1101/2022.03.01.482474

• Intracellular softening and increased viscoelastic fluidity during division. Nature Physics (2021). https://doi.org/10.1038/s41567-021-01368-z

• An asymmetric mechanical code ciphers curvature-dependent proprioceptor activity. SCIENCE ADVANCES (2021) DOI: 10.1126/sciadv.abg4617

• The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and fluidization. Nature Communications (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24383-3

• The nucleus measures shape changes for cellular proprioception to control dynamic cell behaviour. SCIENCE (2020) DOI: 10.1126/science.aba2644

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