Molecular Tension Tether Based on Electrochemiluminescence Sensor for Cellular Mechanics Measurement

细胞通过肌动蛋白-肌球蛋白收缩性和肌动蛋白聚合产生的机械力会传递给细胞外基质配体和邻近细胞。这对于细胞黏附、迁移、形态发生和分化等过程至关重要。传统的方法受限于昂贵的设备与繁琐的功能化步骤，且活细胞在丝网印刷电极界面处仍易受电极污染或复杂基质的干扰，信号无法放大。为了解决这些问题，我们开发了一种基于张力系绳（TGT）的超灵敏电化学发光（ECL）传感器平台，用于测量成纤维细胞机械力。该平台将张力系绳与细胞机械力驱动的脚趾链置换过程（F-TSDR）和催化发夹组装过程（CHA）相结合。当成纤维细胞膜上的整合素被TGT中的整合素配体（cRGDfk）成功识别时，不同张力阈值的探针通过F-TSDR与CHA扩增转化为ECL信号。此外，具有高ECL效率的Pt@La-MOF被用作ECL检测界面的阳极发光单元。在F-TSDR过程中，如果细胞机械力超过张力阈值（T_tol），细胞受体有效触发S1-S2-RT1探针的机械变性（Unzipping模式，T_tol~ 12 pN），释放S2，CHA扩增开始，导致发光单元的ECL信号从“开”变为“关”。如果细胞机械力低于T_tol（Shearing模式，T_tol~ 56 pN），则不会触发S1-S2-RT2探针的结构变性以释放S2，从而不会引起ECL信号变化。这项工作开发了一种新的模型，将成纤维细胞上的机械力转换为ECL信号，测量范围为12 ~ 56 pN。它为细胞转移研究和抗粘连药物筛选中的细胞机械力测量提供了一种新颖且高度灵敏的工具。

文章详情：Ma Xiaofei, Zhao Chen, Wu Yongli, Ye Zhuoxin, Ma Pinyi, Song Daqian, Sun Ying. Molecular tension tether based on electrochemiluminescence sensor for cellular mechanics measurement. Biosensors and Bioelectronics, 2026, 296, 118324.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.118324