本书源于原著者在斯坦福大学开设的细胞生物力学课程，后经多次整理、编撰而成，已应用于世界各地多所高校。本书综合了细胞力学及力学生物学所广泛涉及的必要主题，将力学带入细胞生物学，阐述组织细胞行为的物理和力学原理，定量描述细胞检测、修饰，以及细胞对所处环境物理特性的响应。本书在前几章中介绍了固体力学、流体力学及统计力学为先导内容，后面章节内容主要包括单分子聚合物力学、聚合物网络力学、二维细胞膜力学、全细胞力学及力学生物学。
本书可作为生物医学工程、生命科学及相关专业高年级本科生和低年级研究生的教材或参考书，也可供对细胞力学生物学感兴趣的研究人员参考。

克里斯托弗·雷·雅各布斯（Christopher Rae Jacobs），哥伦比亚大学教授、博士生导师。1994年在斯坦福大学获得机械工程博士学位。2008年加入哥伦比亚大学生物医学工程学院。雅各布斯教授实验室的科研目标是将先进的理论力学和现代分子生物学紧密结合，以研究细胞特别是骨组织细胞的机械响应。他们发现了骨组织细胞能够感知和响应的力学信号、研究了这些信号响应如何在细胞之间进行交流和整合，并深入探索了细胞力学信号转导的新机制。2015年，他们通过实验与建模结合的手段确定了初级纤毛这种在几乎所有细胞类型中都存在的结构在体内外均是一种机械传感器，且纤毛轴和基底锚固的力学对理解纤毛的偏转模式很重要。有趣的是，纤毛本身及其在微管骨架上的锚定能够改变其结构以响应物理载荷，表明纤毛的结构具有适应性“重构”的能力。他们还深入研究了由初级纤毛启动的细胞内信号转导的机制，并从初级纤毛的生物力学行为及其特性的角度对此进行诠释。雅各布斯教授于2018年7月6日因病离世，他生前从联邦和州机构获得了超过750万美元项目资助及950余万美元的中心拨款，发表学术论文100余篇，出版著作2部。2014年荣获美国机械工程师学会颁发的VanC.Mow（毛昭宪）生物工程奖章。他编撰的这部《细胞力学及力学生物学》自2013年出版后两年内就被35门课程采用作为教材，来自世界各地的课程受教学生达850余名。

译者序
前言
第1部分 原理
第1章 细胞力学概述
1.1 细胞力学和人类疾病
1.2 细胞是应用力学的重大挑战
1.3 模型问题：微吸管吸吮技术
第2章 细胞生物学基础
2.1 细胞分子生物学的基本原理
2.2 受体是细胞的初级化学传感器
2.3 实验生物学
2.4 生物学实验设计
第3章 初级固体力学
3.1 刚体力学和受力图
3.2 可变形体力学
3.3 大变形力学
3.4 结构单元由它们的形状和加载模式定义
第4章 初级流体力学
4.1 流体静力学
4.2 牛顿流体
4.3 纳维-斯托克斯方程
4.4 流变学分析
4.5 量纲分析
第5章 统计力学基础
5.1 内能
5.2 熵
5.3 自由能
5.4 微正则系综
5.5 正则系综
5.6 随机游走
第6章 实验细胞力学
6.1 通过细胞微操作技术研究细胞的力学行为
6.2 测量细胞产生的力
6.3 对细胞施加作用力
6.4 形变分析
6.5 盲法和对照
第2部分 应用
第7章 细胞聚合物力学
7.1 生物聚合物的结构
7.2 聚合动力学
7.3 持续长度
7.4 理想链
7.5 自由连接链
7.6 蠕虫链
第8章 高分子聚合物网络和细胞骨架
8.1 高分子聚合物网络
8.2 比例法
8.3 仿射网络
8.4 细胞骨架结构及其生物力学功能
第9章 细胞膜力学
9.1 细胞膜生物学
9.2 磷脂分子的自组装
9.3 细胞膜的屏障功能
9.4 膜力学Ⅰ：平面内剪切应力及张力
9.5 膜力学Ⅱ：弯曲
9.6 抗弯刚度的测量
第10章 黏附、迁移和收缩
10.1 黏附
10.2 迁移
10.3 收缩
第11章 细胞力学转导
11.1 力学信号
11.2 感知力学信号的细胞器和结构
11.3 细胞内信号的引发
11.4 细胞功能的改变
缩写
变量及含义