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在納米尺度上理解生物學的新技術

2018-11-6 21:02:45      點擊:

        華盛頓州立大學的研究人員首次表明,他們可以利用電場獲取有關在動植物中移動的微小浮動囊泡的有價值信息,這對于許多生物功能至關重要。

        這項新技術可以使研究人員更容易,更便宜地獲取有關許多生物過程的重要信息 - 從了解人類感染的傳播到改善藥物輸送技術。由研究生Adnan Morshed和機械與材料工程學院教授Prashanta Dutta領導的這項工作發表在Physical Review Fluids上。

        在生物學的大部分基礎上都是細胞,在更小的尺度上,細胞狀的氣泡漂浮在液體中,從事重要的工作。因此,例如,神經元通過囊泡傳遞我們的大腦,囊泡將信息和化學物質從一個神經元傳遞到另一個神經元。HIV病毒是另一種微小的囊泡。隨著時間的推移,攜帶HIV的囊泡會發生變化并變得僵硬,這表明病毒變得更具傳染性。

        但是研究這些微小且極其重要的細胞囊的特性,這些細胞囊穿過液體中的生物體是很困難的,特別是當研究人員得到最小尺寸為40-100納米的漂浮物時。為了研究微小尺度的生物過程,研究人員使用原子力顯微鏡,這需要從天然浮動房屋中移除囊泡。該過程昂貴,繁瑣且緩慢。Dutta說,此外,通過將它們從自然環境中取出,生物材料也不一定表現出它們的自然行為。

        WSU研究團隊開發了一個系統,該系統使用基于微流體的系統和電場來更好地了解囊泡。類似于通過掃描儀識別產品的雜貨店檢查員,研究人員在囊泡穿過狹窄的孔隙時在液體中施加電場。由于電場,囊泡根據其化學組成而不同地移動,變形或反應。例如,在HIV囊泡的情況下,研究人員應該能夠看到電場以不同于更靈活,感染性更低的囊泡的方式影響更硬,更具感染性的囊泡。對于藥物輸送,該系統可以區分含有更多或更少藥物的囊泡 - 即使兩個細胞在顯微鏡下可能看起來相同。

        “我們的系統成本低,吞吐量高,”Dutta說!拔覀円淮慰梢哉嬲龗呙钄蛋賯樣本!

         他補充說,他們可以改變過程的速度,讓研究人員更仔細地觀察房產變化。

         研究人員開發了一個模型,并用合成脂質體測試它,這是一種用于靶向給藥的小囊。他們希望盡快使用更真實的生物材料開始測試該過程。

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