解決方案：具有力學(xué)感知的活體全自動(dòng)單細(xì)胞注射技術(shù)

具有力學(xué)感知的全自動(dòng)單細(xì)胞注射技術(shù)——活體全自動(dòng)單細(xì)胞注射的最新解決方案

    微量細(xì)胞注射自從70 年代問世一直以來，就成為蛋白、核酸、多肽、藥物、微粒子等進(jìn)入細(xì)胞的重要手段。但是該技術(shù)對(duì)于操作者的要求過高，用于注射的顯微注射針難以制備又成為了它難以廣泛應(yīng)用的技術(shù)壁壘。現(xiàn)如今FluidFM技術(shù)的出現(xiàn)，攻克了這一技術(shù)壁壘。


FluidFM是AFM與微流控技術(shù)的結(jié)合的產(chǎn)物

      最新型的納米技術(shù)讓微流控注射技術(shù)有了新的轉(zhuǎn)機(jī)。通過納米工藝技術(shù)所制造出的中空納米探針，使得探針在進(jìn)行表面力學(xué)探測(cè)的同時(shí)具有了向探測(cè)物體注射的能力。這種特點(diǎn)使得這種探頭能夠感知細(xì)胞表面應(yīng)力，給了用戶對(duì)探針當(dāng)前狀態(tài)最直接的感官，能夠幫助使用者快速了解探針目前狀態(tài)，判斷注入時(shí)機(jī)。而的與微流控結(jié)合也讓注射精度得到了的控制。另外使用的納米探針十分微小，注射器頭部僅有400 nm，幾乎不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷。
 

全自動(dòng)、高效率的U2OS細(xì)胞注射的動(dòng)態(tài)演示

FluidFM 如何工作？

      當(dāng)注射器在刺破細(xì)胞膜或者核膜的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生力學(xué)的變化。具備力學(xué)探測(cè)功能的FluidFM系統(tǒng)就能夠在力譜中探測(cè)到這種力學(xué)的變化。
      如圖中A中（I）力學(xué)曲線開始上升，說明探針與細(xì)胞表面開始接觸。（II）當(dāng)注射器刺破細(xì)胞膜之后，探針表面的阻力立即降低。因此我們就可以在圖中觀測(cè)到個(gè)松弛峰。（III）隨后當(dāng)探針繼續(xù)深入就會(huì)與核解除并且刺破核膜這時(shí)候我們就會(huì)觀察到第二個(gè)松弛峰。（IV）當(dāng)探針繼續(xù)下移，開始靠近載玻片后，壓力開始快速增大，直到核膜刺破。（V）之后隨著探針的繼續(xù)深入，細(xì)胞膜也被穿透。（VI）這時(shí)候探針與玻璃完全接觸，作用力隨著Z軸下移直線增加。


FluidFM的注射精度極高

      使用FluidFM技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞注射是一種十分快捷可靠的手段。首先對(duì)單個(gè)細(xì)胞注射量進(jìn)行考量結(jié)果如b所示。在注射800fL（相當(dāng)于20%的細(xì)胞總體積）時(shí)，沒有觀測(cè)到任何細(xì)胞形態(tài)上的改變。而在注射體積達(dá)到900fL后，細(xì)胞表面開始出現(xiàn)小泡。進(jìn)而繼續(xù)增加注射體積，則細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變。而后對(duì)重復(fù)注射，注射量的考察中對(duì)超過30個(gè)細(xì)胞的注射體積進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表C）。從結(jié)果上看在進(jìn)行小于500 mbar的壓力注射時(shí)，注射體積的線性，穩(wěn)定性極好，具有良好的重復(fù)性。


使用FluidFM進(jìn)行注射不會(huì)影響細(xì)胞活力​

      隨后為了考察FluidFM對(duì)細(xì)胞活力的影響，研究者選擇將pmaxGFP與RFP熒光染料混合注入細(xì)胞核。由于注射物中含有RFP染料，因此可以立刻監(jiān)視注射位置。結(jié)果顯示FluidFM準(zhǔn)確地將染料與質(zhì)粒轉(zhuǎn)入了細(xì)胞核，沒有任何染料流入細(xì)胞質(zhì)。隨后在兩小時(shí)觀察時(shí)即可看到GFP熒光蛋白的表達(dá)，并在17小時(shí)后達(dá)到峰值。


總結(jié)
      簡(jiǎn)單的操作，精準(zhǔn)的注射，讓FluidFM技術(shù)在顯微注射領(lǐng)域獨(dú)具魅力。這種強(qiáng)大的工具日后定將在常規(guī)和特種注射領(lǐng)域大放光彩。​

 

瑞士Cytosurge 多功能單細(xì)胞顯微操作系統(tǒng) FluidFM BOT
                    ——注射、提取、分選一體化的單細(xì)胞操縱解決方案

    多功能單細(xì)胞顯微操作系統(tǒng)—FluidFM BOT，是將原子力系統(tǒng)、微流控系統(tǒng)、細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)為一體的單細(xì)胞操作系統(tǒng)。主要功能包括單細(xì)胞注射、單細(xì)胞提取以及單細(xì)胞分離。
    FluidFM BOT 極大的方便了單細(xì)胞水平的研究，尤其適合應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療、單細(xì)胞生物學(xué)、單細(xì)胞質(zhì)譜、單細(xì)胞基因編輯、藥物研發(fā)等領(lǐng)域。


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