在納米尺度上理解生物學(xué)的新技術(shù)
華盛頓州立大學(xué)的研究人員首次表明，他們可以利用電場(chǎng)獲取有關(guān)在動(dòng)植物中移動(dòng)的微小浮動(dòng)囊泡的有價(jià)值信息，這對(duì)于許多生物功能至關(guān)重要。
這項(xiàng)新技術(shù)可以使研究人員更容易，更便宜地獲取有關(guān)許多生物過(guò)程的重要信息 - 從了解人類(lèi)感染的傳播到改善藥物輸送技術(shù)。由研究生Adnan Morshed和機(jī)械與材料工程學(xué)院教授Prashanta Dutta領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)工作發(fā)表在Physical Review Fluids上。
在生物學(xué)的大部分基礎(chǔ)上都是細(xì)胞，在更小的尺度上，細(xì)胞狀的氣泡漂浮在液體中，從事重要的工作。因此，例如，神經(jīng)元通過(guò)囊泡傳遞我們的大腦，囊泡將信息和化學(xué)物質(zhì)從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元。HIV病毒是另一種微小的囊泡。隨著時(shí)間的推移，攜帶HIV的囊泡會(huì)發(fā)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(xì)胞囊的特性，這些細(xì)胞囊穿過(guò)液體中的生物體是很困難的，特別是當(dāng)研究人員得到最小尺寸為40-100納米的漂浮物時(shí)。為了研究微小尺度的生物過(guò)程，研究人員使用原子力顯微鏡，這需要從天然浮動(dòng)房屋中移除囊泡。該過(guò)程昂貴，繁瑣且緩慢。Dutta說(shuō)，此外，通過(guò)將它們從自然環(huán)境中取出，生物材料也不一定表現(xiàn)出它們的自然行為。
WSU研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用基于微流體的系統(tǒng)和電場(chǎng)來(lái)更好地了解囊泡。類(lèi)似于通過(guò)掃描儀識(shí)別產(chǎn)品的雜貨店檢查員，研究人員在囊泡穿過(guò)狹窄的孔隙時(shí)在液體中施加電場(chǎng)。由于電場(chǎng)，囊泡根據(jù)其化學(xué)組成而不同地移動(dòng)，變形或反應(yīng)。例如，在HIV囊泡的情況下，研究人員應(yīng)該能夠看到電場(chǎng)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(duì)于藥物輸送，該系統(tǒng)可以區(qū)分含有更多或更少藥物的囊泡 - 即使兩個(gè)細(xì)胞在顯微鏡下可能看起來(lái)相同。
“我們的系統(tǒng)成本低，吞吐量高，”Dutta說(shuō)�！拔覀円淮慰梢哉嬲龗呙钄�(shù)百個(gè)樣本。”
他補(bǔ)充說(shuō)，他們可以改變過(guò)程的速度，讓研究人員更仔細(xì)地觀察房產(chǎn)變化。
研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型，并用合成脂質(zhì)體測(cè)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(shí)的生物材料開(kāi)始測(cè)試該過(guò)程。
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