上转换微规揭示了体内腔内力动力学
肌肉细胞中的动作电位产生的力将血液、食物和废物穿梭到身体的整个管腔结构中。尽管存在非侵入性电生理技术,大多数机械传感器无法无创地接触管腔结构.
在这里,我们介绍了无毒的可摄入机械传感器,以实现管腔力的定量研究,并将它们应用于研究活的秀丽隐杆线虫蛔虫的摄食。这些光学“微计”包括上变频 NaY0.8Yb0.18的0.02F4@NaYF4嵌入聚苯乙烯微球中的纳米颗粒。
结合光学显微镜和原子力显微镜在体外研究微规,我们表明力会引起发射红光与绿光比率的线性且无滞后的变化。通过荧光成像和无创电生理学,我们表明成年秀丽隐杆线虫在进食过程中产生 10 μN 左右的咬合力,并且力产生的时间模式与进食器官中的肌肉活动一致。
此外,我们测量的咬合力对应于用于裂解蠕虫细菌食物的压力范围内的赫兹接触应力.微计有可能进行定量研究,以调查该器官和其他管腔器官的衰老、基因突变和药物治疗如何影响神经肌肉压力。