单个活细胞中细胞质提取检测方案(单细胞分析仪)

Quantum DesignCHINA 活细胞提取及应用-单个细胞级别的活细胞提取 由于细胞异质性的存在，单细胞层面的分析就变得十分重要。目前对于单细胞分析的方法主要还是通过化学、生物学的方法进行裂解后，提取内容物进行分析，然而这种方法往往会对样本造成一些损伤。直接提取活细胞具有诸多优点，但是操作苦难。如今一种全新使用FluidFM科技的技术新报道有望提供一种活细胞提取新型的简易方法。 1. 为什么要进行活体单细胞提取? 随着技术的发展，对于细胞的研究开始向单细胞领域的分析靠拢。随着细胞异质性的发现以来，人们开始更多地认识到即使基因型完全相同，但由于基因表达的不同，也会导致细胞的表型出现差异，从而使得每个细胞的功能、组成等各方面也不完全相同。而这种差异是在生物界广泛存在的，即使同源细胞群中也是存在的。因此对于单细胞胞面的分子分析，成为了揭示病理特征，细胞应激等方面的重要手段。 在目前的单细胞分析手段中也面临着诸多挑战。目前主要的方法是使用流式细胞仪或者微流控芯片对细胞进行分选并隔离单细胞，然后通过裂解的方式对细胞进行分析。这种高通量分选的方式虽然快速，但是本身需要将细胞从原始的培养环境中取出，这样始终会导致细胞内部一些生物信息的丢失或损伤。而且由于细胞破坏方式使用的是化学或者生物手段裂解，所使用的裂解液也会对细胞之中的一些组分产生破坏。因此单细胞分析始终面临着重大的挑战。 因此，学者开始尝试从活细胞中直接提取其成分。目前已经有诸多不同的活细胞提取技术得到了建立，并且通过这类的方法所提取分析内容的方法所获得的结果往往要好于裂解的方式。因此活细胞提取技术是一种更加无损的获得细胞内组分的方式。 2. 使用FluidFM设备提取细胞并不会影响细胞活力 在本文中，作者对首先建立了一种使用FluidFM提取细胞的方法。他们尝试了各种提取量以确定使用FluidFM能够对细胞提取的最大量。在实验中他们发现使用FluidFM抽取4pL的细胞质并观测，发现82%的细胞依然存活，如图1B所示。但是如果将抽取量加大到4.5pL则无细胞能够存活。而对细胞核而言抽取0.6pL后， 有86%的细胞依旧存活，如图1A。而在0.7pL或以上的体积提取则不可避免的导致细胞死亡，如图1B所示。随后他们对提取后细胞的存活状况进行了考察。而后他们继续对提取过的细胞进行观察，结果发现这些细胞的功能并没有受到影响。细胞能够在提取后约30小时后正常分裂，如图1E所示。因此作者认为使用FluidFM提取的最大量为细胞核0.6pL和细胞质4pL。 A HeLa whole cell C Volume [pL] -20 um  由于细胞异质性的存在，单细胞层面的分析就变得十分重要。目前对于单细胞分析的方法主要还是通过化学、生物学的方法进行裂解后，提取内容物进行分析，然而这种方法往往会对样本造成一些损伤。直接提取活细胞具有诸多优点，但是操作苦难。如今一种全新使用FluidFM 科技的技术新报道有望提供一种活细胞提取新型的简易方法。1.为什么要进行活体单细胞提取？随着技术的发展，对于细胞的研究开始向单细胞领域的分析靠拢。随着细胞异质性的发现以来，人们开始更多地认识到即使基因型完全相同，但由于基因表达的不同，也会导致细胞的表型出现差异，从而使得每个细胞的功能、组成等各方面也不完全相同。而这种差异是在生物界广泛存在的，即使同源细胞群中也是存在的。因此对于单细胞层面的分子分析，成为了揭示病理特征，细胞应激等方面的重要手段。在目前的单细胞分析手段中也面临着诸多挑战。目前主要的方法是使用流式细胞仪或者微流控芯片对细胞进行分选并隔离单细胞，然后通过裂解的方式对细胞进行分析。这种高通量分选的方式虽然快速，但是本身需要将细胞从原始的培养环境中取出，这样始终会导致细胞内部一些生物信息的丢失或损伤。而且由于细胞破坏方式使用的是化学或者生物手段裂解，所使用的裂解液也会对细胞之中的一些组分产生破坏。因此单细胞分析始终面临着重大的挑战。因此，学者开始尝试从活细胞中直接提取其成分。目前已经有诸多不同的活细胞提取技术得到了建立，并且通过这类的方法所提取分析内容的方法所获得的结果往往要好于裂解的方式。因此活细胞提取技术是一种更加无损的获得细胞内组分的方式。 2.使用FluidFM 设备提取细胞并不会影响细胞活力在本文中，作者对首先建立了一种使用FluidFM 提取细胞的方法。他们尝试了各种提取量以确定使用FluidFM 能够对细胞提取的最大量。在实验中他们发现使用FluidFM 抽取4 pL的细胞质并观测，发现82%的细胞依然存活，如图1B 所示。但是如果将抽取量加大到4.5 pL则无细胞能够存活。而对细胞核而言抽取0.6 pL 后，有86%的细胞依旧存活，如图1A。而在0.7 pL 或以上的体积提取则不可避免的导致细胞死亡，如图1B 所示。随后他们对提取后细胞的存活状况进行了考察。而后他们继续对提取过的细胞进行观察，结果发现这些细胞的功能并没有受到影响。细胞能够在提取后约30 小时后正常分裂，如图1E 所示。因此作者认为使用FluidFM 提取的最大量为细胞核0.6 pL 和细胞质4pL。图1：细胞存活率检测 A)原生细胞的体积分布图，虚线为平均值，点线为最大值和最小值；B)细胞提取体积与活细胞数之间的关系。C)活细胞细胞核提取后GFP 的变化；D)死细胞细胞核提取后GFP 的变化；E)活细胞提取后（2.9 pL）后对细胞形态的连续观测。