Nanoplasmonics成像提供了4 d细胞分泌实时的视图

细胞分泌物像蛋白质、抗体和免疫反应中发挥重要作用的神经递质,新陈代谢,细胞之间的沟通。理解细胞分泌物为开发疾病治疗是关键,但是目前的方法只能报告分泌物的数量,没有任何细节,何时何地他们生产。

现在,研究人员在BIOnanophotonic系统实验室(BIOS)在日内瓦大学的工程学院已经开发出一种新颖的光学成像方法,给出了一个四维细胞分泌物在空间和时间的看法。通过将单个细胞在纳米镀金芯片微观井,然后诱导现象被称为芯片表面电浆共振,它们能够产生分泌物,因为它们是地图,而观察细胞形状和运动。

因为它提供了一个空前详细视图的细胞功能和沟通,最近科学家们相信,他们的方法发表在自然生物医学工程“巨大的“制药发展潜力以及基础研究。

”我们的工作的一个关键方面是它允许我们屏幕细胞单独高通量的方式。集体测量平均响应的许多细胞并不反映其异质性…在生物学,一切都是异构的,从免疫反应到癌症细胞。这就是为什么癌症很难治疗,“说BIOS Hatice Altug。

一百万年传感元素

科学家的方法的核心是1厘米2nanoplasmonic芯片组成的数以百万计的小孔,数以百计的钱伯斯为单个细胞。芯片是由纳米金衬底上覆盖着一层薄薄的聚合物网状。每个细胞室充满介质成像期间维持细胞生存和健康。

“细胞分泌物就像细胞的话说:他们在时间和空间分布动态连接与其他细胞。我们技术捕捉关键方面的异质性和这些“单词”走多远,“说BIOS博士生和第一作者Saeid Ansaryan。

nanoplasmonics部分由于光束,导致黄金电子振荡。纳米结构的改造,因此只有特定波长可以穿透它。当一些——如蛋白质分泌——发生在芯片表面的改变光通过,频谱变化。CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器和一个领导这一转变转化为CMOS像素强度的变化。

”的美丽我们的仪器是nanoholes景点分布在整个表面变换成传感元件。这让我们观察的空间模式释放蛋白质无论细胞的位置,“Ansaryan说。

方法允许科学家们瞥见两个重要的细胞过程,细胞分裂和细胞死亡,并研究精致antibody-secreting人类捐赠b细胞。

“我们看到细胞内容发布在两种形式的细胞死亡,细胞凋亡和necroptosis。在后者,发布的内容是在非对称破裂,导致图像签名或指纹。这从未被证明在单细胞水平,”Altug说。

细胞健康筛查

因为沐浴方法细胞营养细胞中,并且不需要其他成像技术,使用的有毒的荧光标签下的细胞研究可以很容易地恢复。这给该方法发展中药品使用潜力巨大,疫苗,和其他的治疗方法;例如,帮助研究人员了解细胞如何应对不同的疗法在个体层面。

”分泌物的数量和模式产生的细胞是一个代理来确定他们的整体效果,我们也可以想象免疫治疗应用程序屏幕,你病人的免疫细胞识别那些最有效,然后创建一个殖民地的细胞,“Ansaryan说。

参考:Ansaryan年代,刘YC,李X,等。高通量时空监测单细胞分泌物通过电浆microwell数组。Nat生物医学Eng。2023年。doi:10.1038 / s41551 - 023 - 01017 - 1

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