文献中记载的衍生红细胞的高通量单细胞力学测试方法
每年，在 176 个国家的 13000 多个血液中心收集了大约 1.125 亿次。然而，世界卫生组织每年都会报告供输血使用的安全短缺，这主要是由于有资格的人数减少以及血液长期储存的技术限制。因此，迫切需要易于管理的红细胞 (RBC) 替代来源，其中一种选择是用制造它们。
文献中提出了各种衍生红细胞无标记高通量单细胞力学测试方法，但尚未达到商业测试阶段：声泳、磁泳、光学方和被动分选。被动分选（例如惯性聚焦、夹流分级、确定性横向位移和过滤）利用了设备设计的特性，并且除了液体泵送系统之外，它们不需要任何其他外力。这些系统具有许多潜在优势，例如减少样品处理步骤的数量（例如. 通过减少染色/洗涤步骤），相对高的通量和效率（gt; 90%）。然而，在这种类型的系统中，分类纯粹是由内源性细胞特性（如大小和可变形性）促进的，需要进一步的证据来量化细胞机械类型，以克服目前缺乏对例如 mRBC 机械特性的知识，并确定潜在的基于机械型的分类。细胞变形性正在成为一种新的同质性标记，细胞力学，可用于识别复杂细胞样本中的亚群，例如 mRBC. 然而，虽然定性观察已经注意到整个 CD34 细胞分化方案中的表型变化，但对其机械表型变化知之甚少。具有实时细胞变形技术的高通量单细胞力学测试系统实现了了对此分析过程的广泛的定量分析，具有良好的实用性。
高通量单细胞力学测试用于异质样品中的单细胞流变测量
高通量单细胞力学测试用于异质样品中的单细胞流变测量
Lange 等人使用微米级收缩的平行阵列。利用微流体通道中悬浮细胞的限制，从流速、停留时间和驱动压力估计细胞弹性和流动性。幂律流变学解释了来自多个细胞系和多种条件的数据在主曲线上的变化，定量变形细胞仪通过引入校准的微球来提取定量信息来扩展这一概念，并允许与参考方法（如微量吸管）进行潜在比较。
与微量吸管技术相比，比原子力显微镜快的细胞力学仪器，变形细胞术 (DC)、实时变形细胞术 (RT-DC) 和实时荧光和变形细胞术 (RT-FDC) 等方法是非接触式的，仅利用流体动力应力使细胞变形。此外，RT-DC 和 RT-FDC 能够即时执行图像采集和分析，这允许对几乎大小的异质细胞样本进行无标记筛选，并基于机械识别亚群特性。然而，在实时数据分析中，图像采集和数据评估于每个单元的单个快照，因此只能导出稳态材料参数，如杨氏模量。
高通量单细胞力学测试 RT-DC (dRT-DC)，用于异质样品中的单细胞流变测量，可在其中捕获悬浮细胞动态通过微流体通道的中央收缩的完整动态。研究表明，细胞形状模式的傅里叶分析允许解开复杂的细胞对时间相关和时间无关的流体动力应力分布的响应，这对于几乎任何微流体系统都是典型的。傅里叶模式的对称性可用于提取应力-应变关系并通过应用简单的模型假设直接确定粘弹性单数。使用细胞系和原代血细胞，证明动态高通量单细胞力学测试 RT-DC 能够以高达每秒 100 个细胞的吞吐率确定表观杨氏模量和表观粘度。有趣的是，这项技术允许在单次全血测量中对细胞之间的流变学进行比较。
动态实时变形细胞分析在复杂样品中的高通量单细胞力学测试
随着对细胞状态和功能进行无标记表型分析的潜力，细胞的机械力学特性在过去几年中变得越来越重要。由于对细胞骨架和细胞核的改变敏感，这种生物标志物已被用于跟踪的稳定性、传代和分化，跟踪免疫细胞的，以及表征代谢状态。由于机械表型分析基于内在的细胞材料特性，因此它可以作为传统分子生物学方法的补充方法，并且在不需要或不可用分子标记的基础和应用研究中变得越来越重要。然而，迄今为止，由于缺乏快速和稳健的测量技术，细胞力学高通量分析，机械表型向生命科学应用的广泛转化受到了阻碍。虽然原子力显微镜、微量吸管和光学拉伸等传统方法于每小时不到 100 个细胞的分析速率。但微流体概念引入将通量提高了几个数量级。 高通量单细胞力学测试在流体动力学环境中的连续变形允许每秒 100-10，000 个细胞的吞吐率，如何快速测试单细胞力学指标，这是筛选应用的先决条件，例如生物物理和分子分析的结合或在再生医学中gan细胞的表征。
与成熟的细胞生物学技术（如流式细胞术）相比，机械细胞表征的参数空间不能简单地通过额外的分子标记来扩展，而是于可以从声学、机械或光学测量中提取的任何信息. 然而，细胞远离热平衡。它们对蠕变或应力松弛形式的外部机械载荷的响应是高度非线性的，并由主动和被动内在重塑两者驱动，必须探索将细胞骨架特性与细胞功能联系起来. 虽然初在贴壁细胞上进行了流变实验和频率相关复数模量的测定，但高通量单细胞力学测试系统与高速视频显微镜相结合，能够提高吞吐量并扩展到悬浮细胞。
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