Precis som mekaniska egenskaper och kemiska sammansättningar av material är av grundläggande betydelse i byggnader, cellerna som utgör varje levande organism har olika egenskaper och former beroende på deras funktion och tillstånd. Okontrollerade förändringar i cellelasticitet, eller i elasticiteten hos någon biologisk vävnad i allmänhet, är symtom och effekter av patologier - härdade kranskärl som orsakar hjärtproblem, försvagade ben som orsakar ortopediska komplikationer, elastiska förändringar i hornhinnevävnaden som provocerar ögonpatologier, etc. En icke-invasiv experimentell teknik som kan undersöka in situ de elastiska och biokemiska egenskaperna hos celler och vävnader skulle vara ett strategiskt diagnostiskt verktyg.
Under de senaste åren har optik och fotonik, och i synnerhet mikrospektroskopiska tekniker, är effektiva för materialanalys. En studie med titeln "Beröringsfri mekanisk och kemisk analys av enstaka levande celler med mikrospektroskopiska tekniker, " som kommer att dyka upp i journalen Nature-Light:Vetenskap och tillämpningar , introducerar användningen av en ny spektrometer som kan icke-invasivt analysera levande celler in situ med submikrometrisk rumslig upplösning. Det optiska systemet förvärvar Brillouin- och Raman-spektra samtidigt, och genom att utnyttja samspelet mellan ljus och materia, kan tillhandahålla kontaktlösa mekaniska och kemiska kartor över det undersökta systemet. Samarbetet mellan fysiker och bioteknologer utökar detta tillvägagångssätt till analys av enskilda levande celler, bevisar i synnerhet teknikens förmåga att övervaka den mekaniska moduleringen på grund av subcellulära proteinstrukturer.
Vidare, det har visat sig att vid onkogenexpression, celler visar en betydande uppmjukning. Denna egenskap kan förklara den invasiva potential som observeras i tumörceller - deras ökade deformerbarhet hjälper dem att spridas genom de trånga utrymmena i den extracellulära matrisen, gynna den framtida utvecklingen av metastaser.
Denna studie belyser hur mekaniska egenskaper hos celler kan vara en ny biomarkör för patologier och hur den föreslagna tekniken kan bli ett potentiellt diagnostiskt verktyg, även i tumörer.
