使用石墨烯的新型纳米成像技术捕获活细胞的轮廓

随着时间的流逝,人类技术日趋完善,我们的装备也有所提高,可以更深入地研究生物学过程以及分子和细胞结构,从而加深了对诸如癌症,老年痴呆症等疾病的潜在机制的了解。

如今,纳米成像(一种最先进的技术)已被广泛用于在结构上表征亚细胞成分和细胞分子,例如胆固醇和脂肪酸。但它也不是没有限制的,随着技术的大邱庆北院(DGIST),韩国,在最近的一次开创性的研究推进领域首席科学家的金大中教授获得月球,解释说:“大多数先进nanoimaging技术使用加速电子或离子束在超高真空环境。要将细胞引入这种环境,必须化学固定并物理冻结或干燥它们。但是这种过程会破坏细胞的原始分子组成和分布。”

穆恩教授及其团队希望找到一种避免这种情况恶化的方法。“我们希望在超高真空环境中对溶液中的活细胞应用先进的纳米成像技术,而无需进行任何化学和物理处理,甚至不进行荧光染色,以获得固有的生物分子信息,而这些信息是使用传统生物成像技术无法获得的。”研究团队的关键成员Heejin Lim解释说。他们的新颖解决方案发表在《自然方法》上。

他们的技术涉及将湿细胞放置在带有微孔的胶原蛋白包裹的湿基质上,该基质又位于细胞培养基库的顶部。然后用单层石墨烯覆盖电池。期望石墨烯保护细胞免于干燥以及细胞膜免于降解。

通过光学显微镜,科学家们证实,以这种方式制备的细胞在置于超高真空环境中长达十分钟后仍能存活并存活。科学家还在这种环境下进行了长达30分钟的纳米成像,特别是二次离子质谱成像。他们在前十分钟内捕获的图像描绘了细胞膜中脂质在其原始状态下的真实内在分布的高度详细的(亚微米)图像。在此期间,膜没有发生明显的变形。

但是,也使用这种方法,在石墨烯薄膜上的一点处发生的离子束碰撞会产生足够大的孔,以使某些脂质颗粒逸出。但是,尽管确实发生了对细胞膜的降解,但在十分钟的时间内它并不明显,也没有溶液泄漏。此外,石墨烯分子与水分子反应以自我修复。因此,总的来说,这是一种以高分辨率了解原始状态的细胞膜分子的好方法。

Moon教授说:“我想我们的创新技术可以被许多生物医学成像实验室广泛使用,以进行更可靠的细胞生物分析,并最终克服复杂的疾病。”

这项创新会成为常态吗?只有时间证明一切!

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