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细胞的力学特性与细胞的结构功能以及生理过程息息相关。细胞的生长、分裂、迁移、衰老、癌变、死亡等都涉及力学过程。细胞力学是生物学的一个前沿领域与重要分支，涉及对细胞微结构的力学特性以及力学因素对细胞的病生理过程影响的研究。我们针对细胞力学研究的几个主要方向分别研究了细胞微结构力学特性高分辨表征、细胞-微环境力学交互作用以及细胞极端力学刺激响应。 在对细胞力学结构的力学特性表征中。我们利用微加工技术设计并制作了聚二甲基硅氧烷(PDMS)力学限域微沟道阵列基底，并利用此基底对原核细胞E.coli进行力学卡顿式固定用于原子力显微镜(AFM)成像。然后利用AFM的Peakforce技术实现了对E.coli活细胞的微区力学特性的动态变化实现了的高分辨率原位表征，根据结果分析了细胞内部的力学结构及其在细胞生理过程中的作用。 在对细胞-微环境力学交互作用的研究中，我们设计并制作了具有不同弹性系数的PDMS微柱阵列基底用于对细胞的培养，采用环境扫描电镜的低真空模式考察了细胞在相应基底上的形貌学差异并用流式细胞仪检测细胞对药物的响应。发现细胞在生长过程中对基底的作用力使得基底的结构发生变化，而结构发生变化的基底又影响了细胞的铺展、生长、药理学响应等生理状态。 在细胞极端力学刺激响应的研究中，我们建立了一种基于原子力显微镜研究细胞极端力学损伤响应的研究体系:利用轻敲模式下的raw deflection信号结合Q-control技术，开发了一种对细胞骨架结构的原位高分辨成像的方法，然后利用AFM探针作为施力工具对细胞进行了精确可控的极端力学刺激，考察了细胞被切断后的生理反应，同时利用光学显微镜以及环境扫描电镜的低真空模式获得了极端力学损伤细胞多方位的信息。实验发现细胞被原子力显微镜探针切断后两部分有着截然不同的反应:靠近细胞核的一端依然保持封闭，而另一端则发生了雪崩破碎的现象。最后我们结合实验数据分析并提出了微管系统极性动力学稳定性差异的模型来解释极端力学损伤后细胞两侧的不对称性响应。