Posted on

Thử nghiệm cơ học lực tải thấp với ElectroPuls

“Electropuls cung cấp một thử nghiệm nhấn hoàn chỉnh thông qua nhiều cách khác nhau, cung cấp thông tin đầy đủ và kết quả chính xác…”

Các thử nghiệm cơ học trong cấu trúc vi mô ngày càng trở thành lĩnh vực nghiên cứu phổ biến, đặc biệt là trong lĩnh vực nghiên cứu căn bệnh ung thư. Các thử nghiệm này chỉ ra những thay đổi trong môi trường vi mô, chúng là nguyên nhân chính dẫn đến ung thư. Cụ thể là độ cứng của mô tăng lên. Các lực cơ học bên ngoài tác động làm ảnh hưởng trực tiếp đến việc điều chỉnh tín hiệu tế bào và ảnh hưởng đến việc tăng trưởng. Do đó, việc kiểm tra các tính chất cơ học trong môi trường vi mô là chìa khóa để tạo ra một mô hình cơ sinh học cho sự phát triển khối u.

Mẫu tế bào ung thư có sẵn trong giàn collagen với bề dày 150μm. Việc kiểm tra cơ học trong những mẫu mỏng như vậy là rất khó khăn. Bằng cách sử dụng ElectroPuls ™ E3000 có thể trích xuất các tính chất cơ học của các mẫu rất nhỏ này bằng việc lấy mẫu vi mô. ElectroPuls cung cấp thử nghiệm nhấn lõm cho đặc tính cơ học đặc biệt đối với các tế bào màng mỏng.

Thử nghiệm đối với các màng mỏng

Instron ElectroPuls E3000 được trang bị một 1 loadcell 5N. Với những màng mỏng chỉ dày 150μm được đặt vào một hộp chứa đầy chất petri. Ban đầu, một dạng sóng được tạo ra với tỷ lệ lõm   0.05μms-1

Do việc đặt đầu vật tạo lõm chính xác lên trên bề mặt mỏng chỉ vài μm là rất khó nên việc thử nghiệm tiến hành khá lâu. Một dạng sóng phức tạp hơn đã được tạo ra có thể tác động lực tải lên đến 0.5N sau đó tăng đầu vật tạo lõm 150μm để nâng bề mặt gel lên. Điều này là giảm thời gian tạo lõm bởi 1 trong 4 yếu tố mà vẫn duy trì được tỷ lệ lõm là 0.05μm.

Sự thử nghiệm cực kỳ chậm này cho phép tạo bản đồ chính xác về mặt lõm của gel mỏng từ đó có thể ước tính được độ cứng. Kết quả được xử lý bằng cách sử dụng một bộ lọc thấp để giảm tiếng ồn và một bộ lọc thu nhỏ để giảm kích thước file (downsample).

Từ việc mô tả tải trọng, mô hình hóa sang công thức như sau:

Trong đó:

F: là lực tải

E : mô đun biến dạng

R : bán kính của đầu tạo lõm (indenter)

v: độ lõm

δ : hệ số Poisson của vật liệu

Ưu điểm hệ thống thử nghiệm cơ học với lực tải thấp ElectroPuls

Kiểm tra mẫu là mô màng mỏng bằng ElectroPuls ™ E3000 trên cùng một hệ thống đã được sử dụng để thử mỏi 3KN. Instron cũng cung cấp một loạt các loadcell đáp ứng một loạt các ứng dụng khác nhau. Quá trình xử lý cung cấp cho người dùng dữ liệu thô, nên người dùng cuối có thể xử lý dữ liệu đó theo bất kỳ cách nào mà họ thấy phù hợp. Khả năng tính toán của mô đun giúp cải thiện và nâng cao khả năng giảm tiếng ồn của máy khi sử dụng.

Hình 1 cho thấy từ thông tin dữ liệu 10kHz được sử dụng trong khi chỉ ghi dữ liệu ở 10Hz, sao cho kích thước tập tin có thể quản lý được và độ ồn rất thấp. Bằng một sự tính toán nhỏ chúng ta có thể giảm được độ ồn.

Kết quả quá trình thử nghiệm cơ học

Hai đoạn thẳng trong đồ thị (hình 2) đơn giản nhưng cho thấy với load cell 50N có khả năng cung cấp thông tin cơ học từ mô mềm với độ dày 150μm.

Kết quả cuối cùng cho thấy mô đun colagen dạng này nằm trong khoảng 1800Pa – 2500 Pa. Những kết quả này không chỉ có thể kết hợp vào các mô hình tăng trưởng mà còn chứng minh rằng nó có thể cho kết quả từ những gen này. Điều đó có nghĩa là những nghiên cứu sau sẽ cho phép biết rõ đặc trưng của những hợp chất collagen chứa bên trong tế bào ung thư để biết được rõ hơn mức độ phát triển của tế bào ung thư.

Nguồn: Instron

Liên hệ: sales@vecomtech.com

 

This post is also available in: enEnglish

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *