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原标题 “纳米生物间谍”技术能进入活细胞取样 可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性 科技日报讯 据物理学家组织网近日报道,美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校(UCSC)研究人员开发出一种机器人式的“纳米生物间谍”系统,能从单个活细胞内提取出微量样本,进行RNA或DNA测序,而不会杀死细胞。研究人员表示,这种单细胞“纳米生物间谍”技术是一种了解活细胞内部动态过程的有力工具。相关论文发表在最近出版的美国化学协会《纳米》杂志上。 “我们能从活细胞中拿走一个‘生物间谍’,再把它送回该细胞,在几天内这样重复多次而不会杀死细胞。如果用其他技术,你不得不牺牲这个细胞才能分析它。”该生物传感与生物电技术小组负责人、UCSC巴斯金工程学院生物分子工程教授内德·波曼德说。 “纳米生物间谍”平台是研究小组用纳米吸液管开发的最新设备。纳米吸液管是一种小玻璃管,取液端越来越细,至尖端直径仅50到100纳米。波曼德说:“我能在实验室造出纳米吸液管,这不需要昂贵的纳米制造设备。但要进入一个细胞,问题是即使在高倍显微镜下,你也看不见吸液管尖端,不知道它偏离了细胞有多远。” 实验室博士后研究员亚当·赛格尔解决了这一问题。他基于在一台改造过的扫描离子电导显微镜(SICM),开发出一种反馈控制系统。该系统能利用通过纳米吸液管尖端的离子流作为反馈信号,在尖端接近细胞表面时探测其中的液滴。在尖端进入细胞之前,一种自动控制系统能定位它在细胞上面的位置,然后尖端很快插入穿透细胞膜,通过操控电压有控制地提取一小点细胞内物质。由于吸液管尖端极精细,对细胞造成的损害极微小。 研究小组用这种系统从活细胞中提取的微量细胞物质,估计只有50毫微微升(千万亿分之一升),约一个人体细胞百分之一的量。他们从单个人体癌细胞中提取物质并进行RNA测序,还从人类成纤维细胞中提取了线粒体并对其进行了DNA测序。“人们已经知道,线粒体和多种神经退化疾病有关。该技术可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性。”波曼德说。 该技术应用前景广阔。波曼德希望能与其他研究人员合作,探索其更多用途。“对于癌症生物学家、干细胞生物学家等想要了解细胞内部情况的科学家来说,这是一种多功能的平台。”(常丽君)来源:中国科技网-科技日报 2014年01月20日
题名:自动化毛细管电泳的快速单细胞分析(Automated Capillary Electrophoresis System for Fast Single-Cell Analysis)作者:Alexandra J. Dickinson , Paul M. Armistead , andNancy L. Allbritton (一群美国滴家伙)杂志:Analytical Chemistry年卷页: 2013, 85 (9), pp 4797–4804 正文:毛细管电泳在单细胞分析上显示了其独特而强有力的优势,这是HPLC和UPLC等难望其项背的优势之一。以下就给大家介绍一个该项技术在单细胞分析上的应用,很牛很强大~ 为了介绍全面一点,我把整段摘要给翻译了。毛细管电泳用于单细胞分析是一种非常有前景的技术,但是在生物研究上其具有低通量的局限性。本文提出了一个微型细胞捕获器和三通道体系的自动化分析平台,在该系统上可进行快速缓冲液交换以进行快速单细胞分析。导入的细胞跟荧光素和俄勒冈绿一起被分离分析,通量为3.5 细胞/分,荧光素和俄勒冈绿的分离度为2.3±0.6。细胞蛋白激酶B(PKB)的活性是通过检测免疫荧光染色后的二氧膦基-PKB来检测的。结果显示,PKB在并没有变化,说明在CE分析过程中应激活化蛋白酶没有被上调,而且在细胞溶膜之前基底细胞的生理机能也没有被扰乱。在癌细胞中鞘氨醇激酶(SK)通常情况下是会被上调的。在此实验中,通过将神经胺-荧光黄(SF)基底引入细胞中而对SK进行检测。SF、神经胺-1-磷酸荧光黄(S1PF)和1/3荧光种类在单细胞中得到分析。219个细胞中,单细胞通量为2.1细胞/分钟。虽然这些亚种群细胞(此类细胞SK活性差异很大,这些差异跟种群均值有关)很容易被测定到,但88%的细胞具有上调SK的活性。该系统稳定,重现性好,可用于上百个贴壁和非贴壁细胞的生物组分的分离分析;还可用于检测非表征的生物学现象。生物方面的知识翻译起来颇费功夫,有些地方翻译得不一定地道。不过生物知识在这里不是重点,亮点在仪器上。比如微型细胞捕获器,这个装置至于毛细管入口端上面50微米处,那个三通道系统也一副牛掰哄哄的样子。如下图: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/01/201401202053_488354_1624715_3.png其他参数:溶膜方式:激光脉冲生理盐水和分离缓冲液的控制方式:接地电位进样方式:电动进样(-5kV,1s),此时横跨毛细管的电压设为0,1s,毛细管被从air gap移动到分离缓冲溶液中。结语:如果没有多年的科研积累和强大的平台是做不出这样的实验的。纵观这两年发到AC上的文章,动则CE-MS,剩下的就是类似这种:需要很多电化和物化知识外加搞技术难度的仪器创新。革命尚未成功,同志们需多努力啊~~~~~~~
单细胞凝胶电泳步骤:1. 分离制备单细胞悬液:(1) 体外培养的细胞株:用胰酶消化,最后用PBS悬浮吹打成单细胞悬液,细胞要计数,具体的量我前边已经说过。(2) 体内脏器细胞:处死动物,取出脏器,于Hanks’液中制备成单个细胞悬液。2. 胶板制备:(1) 取100μl于45℃水浴中保温的0.5%NMA,铺于磨沙载玻片上,形成底胶。盖玻片推匀,不能有气泡,4度凝固5至8分钟。(2) 水平取下盖片,取100μl于37℃水浴中保温的0.5%LMA与20μl细胞悬液(约400个细胞)混匀,立即铺片,加上盖玻片,4度凝固5至8分钟。3. 细胞裂解与电泳:(1) 将制备好的胶板去掉盖玻片后,浸于4℃预冷的细胞裂解液中,在4℃下裂解2.5到3小时。(2) 取出胶板,用双蒸水浸没漂洗后放入电泳槽中,浸泡在4℃预冷的电泳液中解旋20分钟。(3) 玻片水平放置阳极端附近,4℃电泳20到25分钟(25V,300mA)。可在电泳槽周围加冰块以保持低温。4. 中和与染色:(1) 电泳结束,将胶板浸泡于中和液中,每次10分钟,共中和3次,每次要更换中和液。最后晾干。(2) 取出胶板,置于染色缸中,在2μg/ml的EB染色液中,暗处染色5到10分钟。(3) 蒸馏水漂洗2次,每次5分钟。稍晾干,滤纸吸去多余水分,尽快在荧光显微镜下观察。从胶板制备开始到最后都应该在暗光下操作。先讲这些,你们可以先开始摸索,真正做了才能发现具体的问题,到时我们再探讨。