近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所微納米課題組針對上述問題提出了一種基于肌細(xì)胞亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)胞機(jī)械動力學(xué)模型，描述肌細(xì)胞跳動的動力學(xué)行為。研究以彈簧、變阻尼和電動機(jī)等機(jī)電部件模擬心肌細(xì)胞的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，獲得單個心肌細(xì)胞的機(jī)械動力學(xué)模型。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中，利用掃描離子電導(dǎo)顯微鏡獲取細(xì)胞跳動曲線，根據(jù)所測得的細(xì)胞動態(tài)曲線辨識出細(xì)胞理論機(jī)械動力學(xué)模型系統(tǒng)的參數(shù)，獲得單個活體細(xì)胞亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多維物理機(jī)電特性（細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的粘性、彈性、質(zhì)量和動作電位）。由于掃描離子電導(dǎo)顯微鏡具有對生物樣本無損檢測的特性，同時采用基于活體肌細(xì)胞亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的建模方法，可實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多維多模態(tài)物理特性（粘性、彈性、質(zhì)量、動作電位）的原位無損同步獲取。該研究以肌細(xì)胞為驅(qū)動單元的類生命機(jī)器人的動力學(xué)匹配及控制技術(shù)方法研究奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Biophysical Journal上，并被作為亮點(diǎn)成果加以推薦展示。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、中科院、機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的資助。
