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H-22细胞声孔效应的应力阈值

莫润阳 林书玉 王成会

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H-22细胞声孔效应的应力阈值

莫润阳, 林书玉, 王成会

Threshold value of shear stress in H-22 cells generated sonoporation

Mo Run-Yang, Lin Shu-Yu, Wang Cheng-Hui
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  • 理论和实验研究了超声空化场中的H-22型肝癌细胞产生可逆声孔效应的剪应力阈值.本文用1.37 MHz的聚焦声场,当超顺磁性纳米氧化铁在细胞悬液中的终浓度为410 g/mL,换能器负载电功率为2 W,超声辐照60 s,细胞存活率90%以上时,有45.913.5%的细胞显示普鲁士蓝染阳性,暗示超声作用下,这些细胞表面曾出现可逆性微孔而使磁性微粒由此进入细胞内.利用无界自由空间微泡运动方程的球对称稳态解对实验条件下细胞膜表面的切变应力进行数值估算,结果表明,使H-22细胞产生可逆性声孔效应的微流剪应力阈值为697 Pa.
    Based on a spherically symmetric bubble model, the threshold shear stress for H-22 cells which are irradiated by continuous focused ultrasound is estimated. On the condition that the final concentration of the superparamagnetic iron oxide (SPIO) in the cell suspension is 410 g/mL, the focused ultrasound sonication is at a frequency of 1.37 MHz, the power from amplifer is 2 W, and H-22 cells are exposed to the ultrasound for 60 s, the labeling efficiency is about 45.9%13.5%. Prussian blue staining confirms iron uptake and shows numerous blue-stained iron particles in the cytoplasm, while more than 90% labeled cells remained viable. The results show that the reparable sonoporation arises in plasma membrane and SPIO nanoparticles enter into the H-22 cells. Numerical calculations show that the shear stress acting on the cell is 697 Pa, which is the threshold shear stress for H-22 cell sonoporation.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10974128)、陕西省自然科学基金(批准号:2010JM1002)和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号:GK201002009)资助的课题.
    [1]

    Miller D L, Bao S, Morris J E 1999 Ultrasound Med. Biol. 25 143

    [2]
    [3]

    Zhang C B, Qiu Y Y, Xi X Y, Zhang D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3396(in Chinese) [张春兵、邱媛媛、郗晓宇、章 东 2009 物理学报 58 3396]

    [4]
    [5]

    Huber P E, Pfisterer P 2000 Gene. Ther. 7 1516

    [6]
    [7]

    Wu J 2002 Ultrasound Med. Biol.28 125

    [8]
    [9]

    Whelan J 2002 Drug Delivery Today 7 585

    [10]

    Mo R Y, Wang G Z 2008 Acta Biophys. Sin. 24 445(in Chinese) [莫润阳、王公正 2008 生物物理学报 24 445]

    [11]
    [12]

    Cheng J C, Liang B, Zhu Z M 2006 Chin. Phys. 15 412

    [13]
    [14]

    Wu J, Nyborg W L 2008 Adv. Drug Deliver. Rev. 60 1103

    [15]
    [16]
    [17]

    Wu J, Ross J R, Chiu J F 2002 J. Acoust. Soc. Am. 111 1460

    [18]
    [19]

    Wamel A van, Kooiman K, Harteveld M 2006 J. Control Release 112 149

    [20]

    Prenticel P, Cuschieri A, Dholakia K, Prausnitz M, Campbell P 2005 Nature Physics 1 107

    [21]
    [22]
    [23]

    Ohl C D, Arora M, Lkink R, Jong N, Versluis M, Delius M, Lohse D 2006 Biophys. J. 91 4285

    [24]

    Lewin P A, Leif Bjrn 1982 J. Acoust. Soc. Am.71 728

    [25]
    [26]

    Wu E L, Wang P, Wang X B, Qi H, Liu Q H 2006 Appl. Acoust. 25 121(in Chinese) [吴二林、王 攀、王筱冰、齐 浩、刘全宏 2006 应用声学 25

    [27]
    [28]

    121 McNeil P L 1989 Methods Cell Biol. 29 153

    [29]
    [30]
    [31]

    Gracewski S M, Miao H Y, Dalecki D 2005 J. Acoust. Soc. Am. 117 1140

    [32]

    Chen Q, Zou X H, Cheng J C 2006 Acta Phys. Sin. 55 6476(in Chinese) [陈 谦、邹欣晔、程建春 2006 物理学报 55 6476]

    [33]
    [34]
    [35]

    Wu J 2007 Prog. in Biophys. and Mole. Biol. 93 363

    [36]
    [37]

    Long M,Wu Z Z,Wang H B, Song G B,Wang X H,Wu Y P 1996 Acta Biophys. Sin.12 169(in Chinese) [龙 勉、吴泽志、王红兵、宋关斌、王宪航、吴云鹏 1996生物物理学报 12 169]

    [38]

    Rooney A 1972 J. Acoust. Soc. Am.52 1718

    [39]
  • [1]

    Miller D L, Bao S, Morris J E 1999 Ultrasound Med. Biol. 25 143

    [2]
    [3]

    Zhang C B, Qiu Y Y, Xi X Y, Zhang D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3396(in Chinese) [张春兵、邱媛媛、郗晓宇、章 东 2009 物理学报 58 3396]

    [4]
    [5]

    Huber P E, Pfisterer P 2000 Gene. Ther. 7 1516

    [6]
    [7]

    Wu J 2002 Ultrasound Med. Biol.28 125

    [8]
    [9]

    Whelan J 2002 Drug Delivery Today 7 585

    [10]

    Mo R Y, Wang G Z 2008 Acta Biophys. Sin. 24 445(in Chinese) [莫润阳、王公正 2008 生物物理学报 24 445]

    [11]
    [12]

    Cheng J C, Liang B, Zhu Z M 2006 Chin. Phys. 15 412

    [13]
    [14]

    Wu J, Nyborg W L 2008 Adv. Drug Deliver. Rev. 60 1103

    [15]
    [16]
    [17]

    Wu J, Ross J R, Chiu J F 2002 J. Acoust. Soc. Am. 111 1460

    [18]
    [19]

    Wamel A van, Kooiman K, Harteveld M 2006 J. Control Release 112 149

    [20]

    Prenticel P, Cuschieri A, Dholakia K, Prausnitz M, Campbell P 2005 Nature Physics 1 107

    [21]
    [22]
    [23]

    Ohl C D, Arora M, Lkink R, Jong N, Versluis M, Delius M, Lohse D 2006 Biophys. J. 91 4285

    [24]

    Lewin P A, Leif Bjrn 1982 J. Acoust. Soc. Am.71 728

    [25]
    [26]

    Wu E L, Wang P, Wang X B, Qi H, Liu Q H 2006 Appl. Acoust. 25 121(in Chinese) [吴二林、王 攀、王筱冰、齐 浩、刘全宏 2006 应用声学 25

    [27]
    [28]

    121 McNeil P L 1989 Methods Cell Biol. 29 153

    [29]
    [30]
    [31]

    Gracewski S M, Miao H Y, Dalecki D 2005 J. Acoust. Soc. Am. 117 1140

    [32]

    Chen Q, Zou X H, Cheng J C 2006 Acta Phys. Sin. 55 6476(in Chinese) [陈 谦、邹欣晔、程建春 2006 物理学报 55 6476]

    [33]
    [34]
    [35]

    Wu J 2007 Prog. in Biophys. and Mole. Biol. 93 363

    [36]
    [37]

    Long M,Wu Z Z,Wang H B, Song G B,Wang X H,Wu Y P 1996 Acta Biophys. Sin.12 169(in Chinese) [龙 勉、吴泽志、王红兵、宋关斌、王宪航、吴云鹏 1996生物物理学报 12 169]

    [38]

    Rooney A 1972 J. Acoust. Soc. Am.52 1718

    [39]
  • [1] 张玫玫, 吴意赟, 于洁, 屠娟, 章东. 脉冲占空比对磁性微泡介导的聚焦超声温升效应的影响. 物理学报, 2023, 72(8): 084301. doi: 10.7498/aps.72.20230068
    [2] 秦对, 邹青钦, 李章勇, 王伟, 万明习, 冯怡. 组织内包膜微泡声空化动力学及其力学效应分析. 物理学报, 2021, 70(15): 154701. doi: 10.7498/aps.70.20210194
    [3] 王澄瑶, 李旭, 卢晓云. COP-PDMS微流控芯片的制备及在太赫兹对肠道上皮细胞生物效应中的应用. 物理学报, 2021, 70(24): 248706. doi: 10.7498/aps.70.20211807
    [4] 赵丽霞, 王成会, 莫润阳. 多层膜磁性微泡的非线性声振动特性. 物理学报, 2021, 70(1): 014301. doi: 10.7498/aps.70.20200973
    [5] 冯康艺, 王成会. 超声场中空化泡对弹性粒子微流的影响. 物理学报, 2019, 68(24): 244301. doi: 10.7498/aps.68.20191253
    [6] 闵伶俐, 陈松月, 盛智芝, 王宏龙, 吴锋, 王苗, 侯旭. 仿生微流控的发展与应用. 物理学报, 2016, 65(17): 178301. doi: 10.7498/aps.65.178301
    [7] 董刚, 刘荡, 石涛, 杨银堂. 多个硅通孔引起的热应力对迁移率和阻止区的影响. 物理学报, 2015, 64(17): 176601. doi: 10.7498/aps.64.176601
    [8] 陶实, 王亮, 郭照立. 微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟. 物理学报, 2014, 63(21): 214703. doi: 10.7498/aps.63.214703
    [9] 俞宇颖, 习锋, 戴诚达, 蔡灵仓, 谭华, 李雪梅, 胡昌明. 冲击加载下Zr51Ti5Ni10Cu25Al9金属玻璃的塑性行为. 物理学报, 2012, 61(19): 196202. doi: 10.7498/aps.61.196202
    [10] 吕庆荣, 方庆清, 刘艳美. 纳米结构CoxFe3-xO4多孔微球的磁性及交换偏置效应研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047501. doi: 10.7498/aps.60.047501
    [11] 谢立强, 吴学忠, 李圣怡, 王浩旭, 董培涛. 基于剪应力检测的石英微结构及其陀螺效应研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6896-6901. doi: 10.7498/aps.59.6896
    [12] 吴振宇, 杨银堂, 柴常春, 李跃进, 汪家友, 刘 彬. 通孔尺寸对铜互连应力迁移失效的影响. 物理学报, 2008, 57(6): 3730-3734. doi: 10.7498/aps.57.3730
    [13] 李宝兴, 叶美英, 褚巧燕, 俞 健. 玻璃微流控芯片表面改性的微观机理研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3446-3452. doi: 10.7498/aps.56.3446
    [14] 江建军, 袁 林, 邓联文, 何华辉. 磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟. 物理学报, 2006, 55(6): 3043-3048. doi: 10.7498/aps.55.3043
    [15] 张永康, 孔德军, 冯爱新, 鲁金忠, 张雷洪, 葛 涛. 涂层界面结合强度检测研究(Ⅰ):涂层结合界面应力的理论分析. 物理学报, 2006, 55(6): 2897-2900. doi: 10.7498/aps.55.2897
    [16] 陈 谦, 邹欣晔, 程建春. 超声波声孔效应中气泡动力学的研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6476-6481. doi: 10.7498/aps.55.6476
    [17] 关庆丰, 安春香, 秦 颖, 邹建新, 郝胜志, 张庆瑜, 董 闯, 邹广田. 强流脉冲电子束应力诱发的微观结构. 物理学报, 2005, 54(8): 3927-3934. doi: 10.7498/aps.54.3927
    [18] 翁臻臻, 冯 倩, 黄志高, 都有为. 混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3177-3185. doi: 10.7498/aps.53.3177
    [19] 王文鼐, 臧文成, 顾刚, 都有为, 洪建明. 镍超微颗粒的表面磁性. 物理学报, 1992, 41(9): 1537-1541. doi: 10.7498/aps.41.1537
    [20] 李名復. 半导体缺陷能级的应力效应. 物理学报, 1985, 34(12): 1549-1558. doi: 10.7498/aps.34.1549
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-12-28
  • 修回日期:  2011-06-17
  • 刊出日期:  2011-11-15

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