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Type: Dissertação
Title: Electrical characterization of cells with Conductive Atomic Force Microscopy
Title in English: Electrical characterization of cells with Conductive Atomic Force Microscopy
Authors: Bolaños Torres, Erick Joniher
Advisor: Oliveira, Claudio Lucas Nunes de
Keywords in Brazilian Portuguese : AFM condutivo;Óxido de índio-estanho;Condutividade celular;Ofcol II;L929
Keywords in English : Conductive AFM;Indium-tin oxide;Cell conductivity;Ofcol II;L929
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Issue Date: 2024
Citation: BOLANOS TORRES, E. J. Electrical characterization of cells with Conductive Atomic Force Microscopy. 2024. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A atividade elétrica desempenha um papel vital em várias funções celulares, incluindo condução de sinais, contração muscular, potenciais de ação e transporte de nutrientes. Investigar essas atividades apresenta desafios significativos devido à complexidade dos mecanismos celulares. No entanto, estudar as propriedades elétricas intrínsecas das células pode fornecer informações valiosas sobre seu estado e tipo, permitindo a análise de variações sob condições patológicas e tratamentos farmacológicos. Esta tese apresenta uma análise da condutividade elétrica de células de duas linhagens diferentes, OFCOL II e L929, facilitando o estudo dos mecanismos de transporte de carga em diferentes regiões celulares e sua relação com várias funções biológicas. A Microscopia de Força Atômica Condutiva (C-AFM) foi empregada para medir a condutividade elétrica dessas linhagens celulares. O estudo envolveu o uso de imagens de distribuição de corrente e curvas corrente-voltagem (IV) para explorar o mecanismo de transporte de carga em diferentes regiões celulares. Modelos teóricos foram aplicados a essas medições para obter uma compreensão mais profunda de como a carga se propaga através das células. A AFM fornece imagens de alta resolução e quantifica propriedades como viscoelasticidade e rigidez. Além das propriedades mecânicas, sua variante, a C-AFM, tem sido utilizada para medir propriedades elétricas em metais, óxidos, semicondutores e amostras biológicas. Para minimizar interferências, as células foram fixadas e cultivadas em um substrato condutivo transparente. Essa abordagem permitiu medições detalhadas e precisas das propriedades elétricas das células, oferecendo novos insights sobre a função e o comportamento celular.
Abstract: Electrical activity plays a vital role in various cellular functions, including signal conduction, muscle contraction, action potentials, and nutrient transport. Investigating these activities poses significant challenges due to the complexity of cellular mechanisms. However, studying the intrinsic electrical properties of cells can provide valuable insights into their state and type, enabling the analysis of variations under pathological conditions and pharmacological treatments. This thesis presents an analysis of the electrical conductivity of cells from two different lineages, OFCOL II and L929, facilitating the study of charge transport mechanisms in different cellular regions and their relation to various biological functions. Conductive Atomic Force Microscopy (C-AFM) was employed to measure the electrical conductivity of these cell lines. The study involved using current distribution images and current-voltage (IV) curves to explore the charge transport mechanism across different cellular regions. Theoretical models were applied to these measurements to gain a deeper understanding of how charge propagates through the cells. AFM provides high-resolution images and quantifies properties such as viscoelasticity and stiffness. Beyond mechanical properties, its variant, C-AFM, has been utilized to measure electrical properties in metals, oxides, semiconductors, and biological samples. To minimize interference, the cells were fixed and cultured on a transparent conductive substrate. This approach enabled detailed and accurate measurements of the electrical properties of the cells, offering new insights into cellular function and behavior.
Description in Brazilian Portuguese: BOLANOS TORRES, E. J. Electrical characterization of cells with Conductive Atomic Force Microscopy. 2024. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78249
Access Rights: Acesso Aberto
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