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指尖上的生物仪器|窃听细胞通信

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2018年05月30日 来源:

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  利用这款新型该微流体装置,研究人员可连续监测细胞分泌的化学物质的数量和类型,根据最新发表在《Small》杂志上的论文,设备可连续工作12小时以上。

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生物通报道:世界上没有两片完全相同的叶子,即使是同一物种的不同细胞也有它的独特个性。当面对外部刺激,比如病毒,细胞们各自分泌不同数量的分子,并在不同层次相互交流。有研究已经表明,同一类型的两个细胞在处理相同生物进程时的行为也存在差异。

为了更好地观察细胞通信,EPFL的研究人员与澳大利亚皇家墨尔本理工学院和洛桑大学的同事合作,研发了一种光流体装置,其内部有一个空间约为雨滴千分之一大小的腔室可以容纳一个细胞。

利用该装置,研究人员可连续监测细胞分泌的化学物质的数量和类型,根据最新发表在《Small》杂志上的论文,微型设备可连续工作12小时以上。

单个分离、研究和比较细胞行为

所有细胞,包括癌细胞,发挥作用的方式都是独特而复杂的。以癌细胞为例,它们生产各种激素和蛋白质用于自身传播和侵入健康组织;相反,免疫细胞通过分泌化学介质(通常被称为细胞因子)刺激免疫系统响应感染或入侵者和对抗敌人。每种细胞行为背后的实际机制是什么?

细胞群体研究很多,但有关单个细胞行为的研究却屈指可数,为了兼容传统显微镜,EPFL的研究人员发明了这款集成化和微型化的设备,在不打扰细胞微环境的前提下,洞察单细胞的生活和通讯。“分析细胞行为,我们将有能力选择最有效的免疫细胞对抗特定疾病,”EPFL工程学院生物纳米光电系统实验室主任Hatice Altug说。

独立培养和分析

文章描述的纳米光电生物传感器是一种涂有薄金属的载玻片,上面有数十亿个精确排列的纳米孔。

小腔室的壁由插在载玻片上的多孔膜构成。水和营养物质通过微流体通道平稳地流入小腔室,温度和湿度是经过仔细调节的。装置包括让操作者将细胞置入小腔室中的真空阀,配体或抗体定位于其中以识别和捕获由细胞分泌的特定分子。

当宽光源照射在腔室上,由于“等离激元(plasmons)”光学现象,纳米孔只接收一个光波频率或颜色的光通过。细胞分泌的分子附着在抗体上可以改变纳米孔的传导频率,特定分子就被分分钟检测出来了。

研究人员使用这款新技术研究淋巴瘤细胞分泌的细胞分子水平。“现如今,研究单细胞的方法总要用到荧光团,”Altug说。“但是,这些荧光化合物很可能会干扰细胞功能。”

文章一作Maria Soler补充道:“在我们的装置中,每个纳米孔都是一个独立的传感器,细胞在腔室任何地方自然沉降,我们都能用同样的方法来分析它们。”

文章共同一作Xiaokang Li总结:“它有许多潜在应用,比如可以用来鉴别肿瘤中最具侵袭性的癌细胞,帮助医生决策采用何种治疗。”

索取CellASIC-微流控活细胞芯片资料,真实记录细胞对环境变化的反应

原文检索:Label‐Free Optofluidic Nanobiosensor Enables Real‐Time Analysis of Single‐Cell Cytokine Secretion

(生物通:伍松)

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