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生物工程

Mechano-Node-Pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼

Published: December 02, 2022
doi:
10.3791/64665
, , , , ,
1Graduate Program in Bioengineering,University of California, Berkeley and University of California, San Francisco, 2Department of Mechanical Engineering,University of California, Berkeley, 3Department of Electrical Engineering and Computer Sciences,University of California, Berkeley

Summary

여기에 제시된 것은 mechano-node-pore sensing (mechano-NPS)라고하는 전자 기반 미세 유체 플랫폼을 사용하여 단일 세포를 기계적으로 표현형하는 방법입니다. 이 플랫폼은 1-10 cells/s의 적당한 처리량을 유지하면서 세포의 탄성 및 점성 생물물리학적 특성을 모두 측정합니다.

Abstract

세포의 기계적 특성은 줄기 세포 분화에서 암 전이에 이르기까지 다양한 생물학적 과정과 질병에 관여합니다. 원자력 현미경 (AFM) 및 마이크로 피펫 흡인 (MA)과 같은 이러한 특성을 측정하는 기존의 방법은 세포의 전체 점탄성 반응을 반영하여 풍부한 정보를 캡처합니다. 그러나 이러한 방법은 처리량이 매우 낮기 때문에 제한됩니다. 실시간 변형성 세포분석(RT-DC)과 같은 고처리량 접근 방식은 종종 세포의 탄성 특성만 반영하는 단일 파라미터 판독값으로 제한되기 때문에 제한된 기계적 정보만 측정할 수 있습니다. 이러한 방법과 달리 메카노-노드-기공 감지(mechano-NPS)는 중간 처리량으로 세포의 다중 파라미터 점탄성 측정을 달성하는 데 있어 격차를 해소하는 유연하고 비표지 미세유체 플랫폼입니다. 직류(DC) 측정은 세포가 미세유체 채널을 통과할 때 세포를 모니터링하여 좁은 수축을 통과하기 전, 도중 및 후에 세포의 크기와 속도를 추적하는 데 사용됩니다. 이 정보(즉, 크기 및 속도)는 각 셀의 횡방향 변형, 변형에 대한 저항 및 변형으로부터의 회복을 정량화하는 데 사용됩니다. 일반적으로이 전자 기반 미세 유체 플랫폼은 여러 점탄성 세포 특성을 제공하므로 세포의 기계적 상태를보다 완벽하게 파악할 수 있습니다. 최소한의 샘플 준비가 필요하고 간단한 전자 측정(고속 카메라와 달리)을 활용하며 표준 소프트 리소그래피 제조를 활용하기 때문에 이 플랫폼의 구현은 간단하고 액세스 가능하며 다운스트림 분석에 적용할 수 있습니다. 이 플랫폼의 유연성, 유용성 및 감도는 다양한 범위의 세포에 대한 고유한 기계적 정보를 제공했으며 기초 과학 및 임상 진단 분야에서 더 많은 응용 분야를 지원할 수 있습니다.

Introduction

단일 세포는 역동적이고 점탄성 재료입니다1. 다수의 내부 및 외부 과정 (예 : 유사 분열의 발병 또는 세포 외 기질 [ECM]의 리모델링)은 구조와 구성 2,3,4에 영향을 미치며 종종 현재 상태를 보완하는 뚜렷한 생물 물리학 적 특성을 초래합니다. 특히, 기계적 특성은 세포 발달, 생리학 및 병리학의 중요한 바이오마커로 나타났으며, 표준 분자 및 유전적 접근 5,6,7을 보완할 수 있는 귀중한 정량적 정보를 산출합니다. 예를 들어, Li 등은 최근 약물 내성 및 약물 반응성 급성 전골수성 백혈병 세포 사이의 기계적 차이를 설명하면서 RNA-seq를 사용하여 차등적으로 발현된 세포골격 관련 유전자8를 밝혀냈습니다. 단일 세포 역학과 세포 기능 간의 복잡한 상호 작용을 이해함으로써 기계 분석은 기초 과학 및 임상 진단을 변화시키는 데 더 광범위하게 적용됩니다9.

단일 세포 역학을 측정하기 위해 가장 널리 채택되는 도구는 원자력 현미경(AFM)입니다. AFM은 세포 기계적 특성의 고분해능, 국부적 인 측정을 가능하게하지만 <0.01 cells/s10의 처리량으로 제한됩니다. 대안적으로, 부유된 단일 세포(11)를 포획하고 변형시키기 위해 2개의 발산 레이저 빔을 사용하는 광학 들것은 <1 cell/s(12)의 약간 더 높은 처리량으로 제한된다. 최근 미세유체 기술의 발전으로 신속한 단일 세포 기계적 평가를 위한 차세대 장치가 가능해졌습니다12,13. 이들 기술은 좁은 수축 채널(14,15), 전단 흐름(16) 또는 유체역학적 스트레칭(17)을 사용하여 10-1,000 cells/s(18)의 처리량으로 세포를 신속하게 변형시킨다. 이러한 접근 방식의 측정 속도는 기존 기술보다 훨씬 빠르지만 제한된 기계적 판독을 위해 높은 처리량 기능을 교환하는 경우가 많습니다(보충 표 1). 앞서 언급한 모든 신속한 미세유체 방법은 세포의 탄성 특성만 반영하는 이동 시간 또는 변형성 비율과 같은 기본 단일 매개변수 메트릭에 중점을 둡니다. 그러나 단일 세포의 고유 점탄성 특성을 고려할 때 세포의 견고하고 철저한 기계적 특성화에는 탄성 성분뿐만 아니라 점성 반응도 고려해야 합니다.

Mechano-node-pore sensing (mechano-NPS) 2,8 (그림 1A)은 단일 세포 Mechanophenotyping의 기존 한계를 해결하는 미세 유체 플랫폼입니다. 이 방법을 사용하면 세포 직경, 상대 변형성 및 변형 후 회복 시간을 포함한 여러 생물물리학적 매개변수를 동시에 측정할 수 있으며 1-10 cells/s의 적당한 처리량으로 측정할 수 있습니다. 이 기술은 노드 기공 감지 (NPS) 19,20,21,22,23,24를 기반으로하며, 여기에는 4 점 프로브 측정을 사용하여 “노드”라고하는 더 넓은 영역으로 분할 된 미세 유체 채널을 통과하는 세포에 의해 생성 된 변조 전류 펄스를 측정하는 것이 포함됩니다. 변조된 전류 펄스는 셀이 세그먼트(즉, “기공”) 및 노드에서 전류의 흐름을 부분적으로 차단한 결과이며, 후자보다 전자에서 더 많은 전류가 차단됩니다. mechano-NPS에서 하나의 세그먼트 인 “수축 채널”은 셀 직경보다 좁습니다. 결과적으로 셀은 전체 채널을 통과하기 위해 변형되어야 합니다(그림 1B). 셀 직경은 셀이 수축 채널 이전에 노드 기공을 통과할 때 생성되는 서브펄스의 크기에 의해 결정될 수 있습니다(그림 1B,C). 여기서, |ΔIenp|, 즉 세포가 기공 내에 있을 때의 전류 강하는 기공에 대한 세포의 부피비, V cell/V기공 2,8,19에 비례한다. 세포 강성은 세포가 수축 채널을 통과할 때 생성되는 극적으로 더 큰 서브펄스의 지속시간인 ΔTc에 의해 결정될 수 있다(도 1B,C). 더 단단한 셀은 부드러운 셀보다 채널을 통과하는 데 더 오래 걸립니다 2,8. 마지막으로, 변형 후 원래 크기와 모양으로 돌아가는 세포의 능력인 셀 “회복”은 세포가 수축 채널 후 노드 기공을 통과할 때 생성되는 일련의 서브펄스에 의해 결정될 수 있습니다(그림 1B,C). 회복 시간 ΔTr은 셀이 압착되기 전에 현재 서브 펄스가 이전 서브 펄스의 크기로 돌아가는 데 걸리는 시간입니다. 전반적으로, 세포가 미세유체 채널을 통과할 때 생성된 변조 전류 펄스를 기록하고 분석하여 관련 단일 세포 기계적 파라미터를 추출합니다(그림 1D)2,8.

이 전자 기반 미세 유체 플랫폼의 재현성 및 사용 용이성은 이전에 입증되었습니다25. 또한 이 플랫폼은 단일 셀 기계형 분석을 위한 진입 장벽이 낮습니다. 표준 소프트 리소그래피는 미세 유체 장치를 제조하는 데 사용됩니다. 측정 하드웨어는 간단한 인쇄 회로 기판(PCB), 전원 공급 장치, 프리앰프, 데이터 수집 보드(DAQ) 및 컴퓨터를 포함한 저렴한 구성 요소로 구성됩니다. 마지막으로, 사용자 친화적인 코드를 데이터 수집 및 분석에 사용할 수 있으므로 간단하게 구현할 수 있습니다. 이 기계 형 분석 기술은 비 악성 및 악성 유방 및 폐 상피 세포주의 집단을 구별하고, 일차 인간 유방 상피 세포의 하위 계통을 구별하고, 세포 골격 섭동 및 기타 약리학 적 제제의 효과를 특성화 할 수 있습니다 2,8. 전반적으로이 플랫폼은 단일 세포의 기계 성형을위한 효과적인 접근 방식입니다.

Protocol

1. 장치 형상 설계 측정할 가장 큰 셀의 직경보다 넓지만 충분한 신호 대 잡음비(SNR)를 유지하도록 크기 조정 및 복구 세그먼트의 너비를 선택합니다. 다양한 세포주에 대한 다양한 크기 조정 및 복구 세그먼트 너비의 예는 보충 표 2 를 참조하십시오. 수축 세그먼트 너비를 선택하여 기계 성형 수술을 받을 세포의 평균 크기에 30%-40% 변형을 적용합니다. 변형…

Representative Results

여기에 제시된 기계 성형 플랫폼은 중간 처리량으로 단일 세포의 생물 물리학 적 특성을 측정하기위한 간단하고 다양한 접근 방식입니다. 세포는 일정한 압력 구동 유동을 사용하여 마이크로유체 채널 (도 1A)을 통해 유동된다. 세포가 통과함에 따라, 생성된 마이크로유체 채널의 길이 및 전류 펄스는 데이터 획득 하드웨어를 사용하여 기록된다. 수집된 신호(…

Discussion

이 기계 성형 기술을 사용하여 단일 셀의 기계적 특성을 측정하는 것은 장치 제조, 데이터 수집 및 데이터 분석의 세 단계로 구성됩니다. 각 단계에는 실험 결과에 큰 영향을 미칠 수있는 주목할만한 측면이 있습니다. 장치 제작 중에 정확하고 반복 가능한 결과를 얻으려면 일관된 채널 형상과 장치 간 균일성이 필수적입니다. 특히 각 장치의 측벽은 비교적 매끄러워야 하며(그림 4A…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 NIBIB 1R01EB024989-01 및 NCI 1R01CA190843-01의 보조금으로 지원되었습니다. AL과 R. R.은 H2H8 협회 대학원 연구 펠로우십의 지원을 받았습니다. KLC는 National Science Foundation Graduate Research Fellowship과 Siebel Scholar Fellowship의 지원을 받았습니다.

Materials

Acetone J.T. Baker 5356-05 Purity (GC)  ≥ 99.5% (https://us.vwr.com/store/product/6057739/acetone-99-5-vlsi-j-t-baker)
Aluminum Foil n/a n/a
Analog Low-Pass Filter ThorLabs EF504 ≤240 kHz Passband, Coaxial BNC Feedthrough (https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=EF504#ad-image-0)
Biopsy Punch Integra Miltex 33-31AA-P/25 1mm, Disposable, with Plunger (https://mms.mckesson.com/product/573313/Miltex-33-31AA-P25)
Blade n/a n/a
BNC Cable Pomona Electronics 2249-C-12 https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/2249-C-12/603323?utm_adgroup=Coaxial%20Cables%20%28RF%29&utm_source=google&utm_
medium=cpc&utm_campaign=
Shopping_Product_Cable%20Assemblies_NEW&utm_term=
&utm_content=Coaxial%20Cables%20%28RF%29&gclid=Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO2sErQqnVJ
pj5OXVObuTI8ZUf1ZeIn7zvzGnx
mCWdePrG6SdEJMF3X6ubUaAs
w-EALw_wcB
Cleanroom Polyester Swab Thermo Fisher Scientific 18383 https://www.fishersci.com/shop/products/texwipe-cleantip-alpha-polyester-series-swabs-6/18383
Current Preamplifier DL Instruments 1211 https://www.brltest.com/index.php?main_page=product_info&products_
id=1419
Custom PCB (w/ components) n/a n/a see Supplemental files 4 and 5
DAQ Terminal Block National Instruments BNC-2120 https://www.ni.com/en-in/support/model.bnc-2120.html
DAQ to BNC-2110 cable  National Instruments SHC68-68-EPM https://www.ni.com/en-in/support/model.shc68-68-epm.html
Data Acquisition Board (DAQ) National Instruments PCI-6251 https://www.ni.com/docs/en-US/bundle/pci-6251-feature/page/overview.html
Dessicator Thermo Fisher Scientific 5311-0250 https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/5311-0250
Female BNC To Banana Plug Adapter Pomona Electronics 72909 https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/72909/1196318
Fetal Bovine Serum (FBS) VWR 89510-186 https://us.vwr.com/store/product/18706419/avantor-seradigm-select-grade-usda-approved-origin-fetal-bovine-serum-fbs
Glass Cutter Chemglass CG-1179-21 https://chemglass.com/plate-glass-cutters-diamond-tips
Gold Etchant TFA Transene NC0977944 https://www.fishersci.com/shop/products/NC0977944/NC0977944
Hot Plate Thermo Fisher Scientific SP131825 
Isopropyl Alcohol Spectrum Chemical I1056-4LTPL Purity (GC)  ≥99.5% (https://www.spectrumchemical.com/isopropyl-alcohol-99-percent-fcc-i1056)
Metal Hardware Enclosure Hammond Manufacturing EJ12126 https://www.digikey.com/en/products/detail/hammond-manufacturing/EJ12126/2423415
Methanol Sigma-Aldrich 34860 Purity (GC)  ≥99.8% (https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/substance/methanol320467561)
MF-321 Developer Kayaku Advanced Materials n/a https://kayakuam.com/products/mf-321/
MICROPOSIT S1813 Positive Photoresist DuPont n/a https://kayakuam.com/products/microposit-s1800-g2-series-photoresists/
Phosphate Buffered Saline (PBS) Thermo Fisher Scientific 10010049 https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10010049?SID=srch-hj-10010049
Photomask Fineline Imaging n/a Photomask are custom ordered from our CAD designs (https://www.fineline-imaging.com/)
Plain Glass Microscope Slide Fisher Scientific 12-553-5B Material: Soda Lime, L75 x W50 mm, Thickness: 0.90–1.10 mm 
Plasma Cleaner Harrick Plasma PDC-001 https://harrickplasma.com/plasma-cleaners/expanded-plasma-cleaner/
Plastic Petri Dish Thermo Fisher Scientific FB0875712 100 mm (https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-petri-dishes-clear-lid-raised-ridge-100-x-15mm/FB0875712)
Pressure Controller Fluigent MFCS-EZ https://www.fluigent.com/research/instruments/pressure-flow-controllers/mfcs-series/
Pressure Controller Software Fluigent MAESFLO
Programming & Computation Software MATLAB R2021b for data acquisition and analysis (https://www.mathworks.com/products/matlab.html)
PTFE Tubing Cole Parmer 06417-31 0.032" ID x 0.056" (https://www.coleparmer.com/i/masterflex-transfer-tubing-microbore-ptfe-0-032-id-x-0-056-od-100-ft-roll/0641731)
Scepter 2.0 Handheld Automatic Cell Counter Millapore Sigma PHCC20060 https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/product/mm/phcc20060
Silicon Wafer Wafer World 2885 76.2 mm, Single Side Polished (https://www.waferworld.com/product/2885)
Spin Coater n/a n/a
SU-8 3025 Negative Photoresist Kayaku Advanced Materials n/a https://kayakuam.com/products/su-8-2000/
SU8 Developer Kayaku Advanced Materials n/a https://kayakuam.com/products/su-8-developer/
Sygard 184 Polydimethlysiloxane Dow Chemical 4019862 https://www.ellsworth.com/products/by-market/consumer-products/encapsulants/silicone/dow-sylgard-184-silicone-encapsulant-clear-0.5-kg-kit/
Tape Scotch 810-341296 https://www.staples.com/Scotch-Magic-Tape-810-3-4-x-36-yds-1-Core/product_130567?cid=PS:GS:SBD:PLA:OS&gclid=
Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO
2sErRwzrrgjU0NjFkDkne1xm
vT7ekS3tdzvAgiMDwPoxocgH
VTQZi7vJgaAvQZEALw_wcB
Titanium, Platinum, Gold n/a n/a
Triple Output Power Supply Keysight E36311A https://www.newark.com/keysight-technologies/e36311a/dc-power-supply-3o-p-6v-5a-prog/dp/15AC9653
UV Mask Aligner Karl Suss America MJB3 Mask Aligner 
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References

  1. Pegoraro, A. F., Janmey, P., Weitz, D. A. Mechanical properties of the cytoskeleton and cells. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 9 (11), 022038 (2017).
  2. Kim, J., et al. Characterizing cellular mechanical phenotypes with mechano-node-pore sensing. Microsystems & Nanoengineering. 4, 17091 (2018).
  3. Mierke, C. T. Bidirectional mechanical response between cells and their microenvironment. Frontiers in Physics. 9, 619 (2021).
  4. Kumar, S., Weaver, V. M. Mechanics, malignancy, and metastasis: The force journey of a tumor cell. Cancer and Metastasis Reviews. 28 (1), 113-127 (2009).
  5. Nia, H. T., Munn, L. L., Jain, R. K. Physical traits of cancer. Science. 370 (6516), (2020).
  6. Fletcher, D. A., Mullins, R. D. Cell mechanics and the cytoskeleton. Nature. 463 (7280), 485-492 (2010).
  7. Wirtz, D., Konstantopoulos, K., Searson, P. C. The physics of cancer: The role of physical interactions and mechanical forces in metastasis. Nature Reviews Cancer. 11 (7), 512-522 (2011).
  8. Li, B., et al. Mechanical phenotyping reveals unique biomechanical responses in retinoic acid-resistant acute promyelocytic leukemia. iScience. 25 (2), 103772 (2022).
  9. Kozminsky, M., Sohn, L. L. The promise of single-cell mechanophenotyping for clinical applications. Biomicrofluidics. 14 (3), 031301 (2020).
  10. Li, M., Dang, D., Liu, L., Xi, N., Wang, Y. Atomic force microscopy in characterizing cell mechanics for biomedical applications: A review. IEEE Transactions on Nanobioscience. 16 (6), 523-540 (2017).
  11. Wottawah, F., et al. Optical rheology of biological cells. Physical Review Letters. 94 (9), 1-4 (2005).
  12. Darling, E. M., Di Carlo, D. High-throughput assessment of cellular mechanical properties. Annual Review of Biomedical Engineering. 17 (1), 35-62 (2015).
  13. Carey, T. R., Cotner, K. L., Li, B., Sohn, L. L. Developments in label-free microfluidic methods for single-cell analysis and sorting. Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 11 (1), 1529 (2019).
  14. Bagnall, J. S., et al. Deformability of tumor cells versus blood cells. Scientific Reports. 5, 18542 (2015).
  15. Byun, S., et al. Characterizing deformability and surface friction of cancer cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (19), 7580-7585 (2013).
  16. Otto, O., et al. Real-time deformability cytometry: On-the-fly cell mechanical phenotyping. Nature Methods. 12 (3), 199-202 (2015).
  17. Gossett, D. R., et al. Hydrodynamic stretching of single cells for large population mechanical phenotyping. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (20), 7630-7635 (2012).
  18. Guck, J., Chilvers, E. R. Mechanics meets medicine. Science Translational Medicine. 5 (212), 3-6 (2013).
  19. Balakrishnan, K. R., et al. Node-pore sensing: A robust, high-dynamic range method for detecting biological species. Lab on a Chip. 13 (7), 1302-1307 (2013).
  20. Carbonaro, A., Sohn, L. L. A resistive-pulse sensor chip for multianalyte immunoassays. Lab on a Chip. 5 (10), 1155-1160 (2005).
  21. Saleh, O. A., Sohn, L. L. Direct detection of antibody-antigen binding using an on-chip artificial pore. Proceedings of the National Academy of Sciences. 100 (3), 820-824 (2003).
  22. Saleh, O. A., Sohn, L. L. An artificial nanopore for molecular sensing. Nano Letters. 3 (1), 37-38 (2003).
  23. Saleh, O. A., Sohn, L. L. Quantitative sensing of nanoscale colloids using a microchip Coulter counter. Review of Scientific Instruments. 72 (12), 4449-4451 (2001).
  24. DeBlois, R. W., Bean, C. P. Counting and sizing of submicron particles by the resistive pulse technique. Review of Scientific Instruments. 41 (7), 909-916 (1970).
  25. Li, B., et al. Evaluating sources of technical variability in the mechano-node-pore sensing pipeline and their effect on the reproducibility of single-cell mechanical phenotyping. PLoS ONE. 16 (10), 0258982 (2021).
  26. Zhang, Z. M., Chen, S., Liang, Y. Z. Baseline correction using adaptive iteratively reweighted penalized least squares. Analyst. 135 (5), 1138-1146 (2010).
  27. Alibert, C., Goud, B., Manneville, J. B. Are cancer cells really softer than normal cells. Biology of the Cell. 109 (5), 167-189 (2017).
  28. Fujiwara, I., Zweifel, M. E., Courtemanche, N., Pollard, T. D. Latrunculin A accelerates actin filament depolymerization in addition to sequestering actin monomers. Current Biology. 28 (19), 3183-3192 (2018).
  29. Saleh, O. A. . A novel resistive pulse sensor for biological measurements. , (2003).
  30. Dokukin, M. E., Guz, N. V., Sokolov, I. Quantitative study of the elastic modulus of loosely attached cells in AFM indentation experiments. Biophysical Journal. 104 (10), 2123-2131 (2013).
  31. Li, Q., Lim, C. T., Goh, J. C. H., et al. Probing the elasticity of breast cancer cells using AFM. 13th International Conference on Biomedical Engineering. IFMBE Proceedings. 23, 2122-2125 (2009).
  32. Rother, J., et al. Atomic force microscopy-based microrheology reveals significant differences in the viscoelastic response between malign and benign cell lines. Open Biology. 4 (5), 140046 (2014).
  33. Li, Q., et al. AFM indentation study of breast cancer cells. Biochemical and Biophysical Research Communications. 374 (4), 609-613 (2008).
  34. Xu, C., et al. Elasticity measurement of breast cancer cells by atomic force microscopy. Proc. SPIE 9230. Twelfth International Conference on Photonics and Imaging in Biology and Medicine. (PIBM 2014). 92300, (2014).
  35. Alcaraz, J., et al. Microrheology of human lung epithelial cells measured by atomic force microscopy. Biophysical Journal. 84 (3), 2071-2079 (2003).
  36. Li, M., Dang, D., Liu, L., Xi, N., Wang, Y. Atomic force microscopy in characterizing cell mechanics for biomedical applications: A review. IEEE Transactions on Nanobioscience. 16 (6), 523-540 (2017).
  37. Urbanska, M., et al. A comparison of microfluidic methods for high-throughput cell deformability measurements. Nature Methods. 17, 587-593 (2020).
  38. Hill, R. T., Chilkoti, A. Surface Patterning. Biomaterials Science: An Introduction to Materials: Third Edition. , 276-301 (2013).
  39. Wang, Z., Volinsky, A. A., Gallant, N. D. Crosslinking effect on polydimethylsiloxane elastic modulus measured by custom-built compression instrument. Journal of Applied Polymer Science. 131 (22), 41050 (2014).
  40. Gibson, L. J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. Journal of the Royal Society Interface. 9 (76), 2749-2766 (2012).
  41. Stephens, A. D., Banigan, E. J., Adam, S. A., Goldman, R. D., Marko, J. F. Chromatin and lamin a determine two different mechanical response regimes of the cell nucleus. Molecular Biology of the Cell. 28 (14), 1984-1996 (2017).
  42. Rosenbluth, M. J., Lam, W. A., Fletcher, D. A. Force microscopy of nonadherent cells: A comparison of leukemia cell deformability. Biophysical Journal. 90 (8), 2994-3003 (2006).
  43. Evers, T. M. J., Holt, L. J., Alberti, S., Mashaghi, A. Reciprocal regulation of cellular mechanics and metabolism. Nature Metabolism. 3 (4), 456-468 (2021).
  44. Balakrishnan, K. R., et al. Node-pore sensing enables label-free surface-marker profiling of single cells. Analytical Chemistry. 87 (5), 2988-2995 (2015).

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