Site Sponsors
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

الباحثون جامعة ولاية أريزونا تطوير تقنيات جديدة لاستكشاف خلايا مجهرية واحدة

Published on January 25, 2011 at 5:58 AM

على الرغم من التطور ومجموعة من التقنيات المعاصرة المجهري ، وكثير الظواهر البيولوجية الهامة لا تزال تستعصي على دقة الأدوات حتى الأكثر حساسية.

الحاجة إلى أساليب التصوير المكرر للبحوث الأساسية والتطبيقات الطبية الحيوية ذات الصلة لدراسة المرض لا تزال حادة.

Nongjian (نيو جيرسي) تاو وزملاؤه في معهد Biodesign في جامعة ولاية أريزونا كان لها السبق في تقنية جديدة قادرة على التناظر في الخلايا والعمليات داخل الخلايا وحيدة حتى مع وضوح لم يسبق لها مثيل. ويمكن استخدام هذه الطريقة ، المعروفة باسم المعاوقة الكهروكيميائية المجهري (EIM) لاستكشاف ملامح خفية من أهمية بالغة للبحوث الأساسية والتطبيقية ، بما في ذلك التصاق الخلية ، موت الخلية (أو الخلايا) وelectroporation ، وهي العملية التي يمكن استخدامها لإدخال الحمض النووي أو المخدرات في الخلايا.

ومن المتوقع أن هذه الأداة الجديدة تشق طريقها إلى التحقيق البحوث المهمة ، وتحسين اكتشاف الأدوية لعلاج أمراض مثل السرطان ، وتعزيز دراسة التفاعلات الخلية الممرض المضيفة ، وتحسين تحليل تمايز الخلايا الجذعية.

بحث المجموعة يظهر في عددها الصادر اليوم من مجلة نيتشر الكيمياء.

كما يفسر تاو ، الأسلوب يعتمد على المزايا للتكنولوجيا القائمة القوية المعروفة باسم المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي (EIS). هنا ، يتم تطبيق الجهد الكهربائي المتردد لويتم قياس استجابة الحالية على أنه تغيير في مقاومة. (كما يتم تعريف معاوقة المعارضة لتيار متناوب ، وتمتد فكرة المقاومة الكهربائية لدوائر التيار المتردد).

بالإضافة إلى السماح للمراقبة ، والحمض النووي الفيروسات والبروتينات والبكتيريا ، وتسمح للظواهر خفية EIS الأخرى التي تحدث على سطح القطب ليمكن تصوير ، بما في ذلك المناسبات ملزمة الجزيئية. تم تطبيق التعديلات المدخلة على أسلوب EIS لدراسة العمليات الخلوية الأخرى بما في ذلك انتشار الخلايا ، الالتصاق ، وعلم السموم ، والغزو والتنقل.

جاذبية مزيد من التقنية هو أنه على عكس التصوير مضان ، EIS هو ما يسمى التسمية خالية من التكنولوجيا ، مما يجعل من غير الغازية للعينة قيد الدراسة. لا يمكن لجزيئات العلامات الفلورية أو الأصباغ التي تدخل في كثير من الأحيان ، مع وظيفة ، والخلوية العادية المطلوبة.

وأيا كانت EIS كعب أخيل ، فإنه لا يمكن توفير تحليل المكاني جيدة. كما يفسر تاو "لدينا التكنولوجيا يوفر قرار مكانية عالية ، مما يجعل من الممكن لصورة واحدة ودراسة الخلايا والعمليات التحت خلوية ، وكشف وanayze الجزيئات الحيوية في شكل الكثافة ميكروأري عالية."

والحصول على القرار المكانية جيدة من خلال EIS التقليدية تتطلب إما استخدام أقطاب متعددة للرصد لدراسة السطح ، أو قطب واحد يمسح ميكانيكيا عبر السطح. كل من هذه الاستراتيجيات والقيود الخطيرة التي تجعلها غير عملي. وقد اتخذت تاو وزملاؤه نهجا مختلفا ، والجمع بين EIS مع آخر تقنيات التصوير القوية القائمة على سطح مأكل الرنين.

سطح مأكل أو التصوير بالرنين SPR عملية كشف بصري. في ظل الظروف المناسبة ، الضوء المستقطب ضرب طبقة رقيقة من الذهب ، وسوف يسبب الإلكترونات الحرة لامتصاص جزيئات الضوء الساقط ، وتحويلها الى سطح مأكل الموجة ، والتي تنتشر عبر السطح طبقة الذهب ، مثل الكثير من موجة على المياه. هذه الموجة من الاضطرابات التي كتبها حساسة الجزيئات المستهدفة يؤدي إلى تغييرات في الخصائص الانعكاسية للضوء الحادث. يمكن تسجيل هذه التغيرات وتترجم إلى صورة.

SPR به ، يمكن أن تدرس الأحداث في وقت واحد على سطح كامل من biochip في الوقت الحقيقي ، من دون الحاجة إلى أقطاب متعددة. الطريقة التي وضعتها ، المعروف باسم تاو المجهري المعاوقة الكهروكيميائية (EIM) -- يختلف عن EIS التقليدية في أنه لا قياس الحالي ، ولكن بدلا من ذلك ، يستخدم الرنين مأكل للكشف عن تغيرات المعاوقة بصريا ، وتعزيز بشكل كبير من الميزات المكانية القرار ملاحظتها. بالإضافة إلى صورة EIM ، وتنتج هذه التقنية الجديدة في وقت واحد والصور الضوئية SPR ، التي تقدم معلومات تكميلية مفيدة.

EIM يسمح الفرعي ميكرون القرار المكاني للظواهر البيولوجية. وقد لوحظت عمليات الخلية اثنين ولا سيما في الدراسة الحالية : موت الخلايا المبرمج وelectroporation. كل من هذه الظواهر تتطلب ليس فقط القرار المكانية جيد ، ولكن القدرة على رصد سريع التغير الحقيقي في الأحداث تتفوق EIM الوقت في شيء ، وذلك باستخدام كاميرا فيديو لتسجيل الأحداث المتخصصة الخلوية السريعة.

موت الخلايا المبرمج ، أو موت الخلية هي من الأهمية الحاسمة في مجال البحوث. بل هو عنصر أساسي في توازن وتنمية الأنسجة / الجهاز. فهم أفضل للآليات الخليوي من موت الخلايا المبرمج هو أيضا حرجة للبحوث السرطان ، وعلى تصميم علاجات السرطان ، والتي تحاول في كثير من الأحيان للحث على موت الخلايا المبرمج في الخلايا الخبيثة.

تاو وفاته مجموعة الخلايا التي يسببها في خلايا سرطان عنق الرحم من خلال تطبيق جزيئين : MG132 وAN - TRAIL يجند موت الخلايا المبرمج الذي يحفز. أسفرت EIM التصوير معلومات تفصيلية لمراحل متعاقبة من موت الخلايا المبرمج ، والتي تشمل تقلص الخلوية والتكثيف تليها تجزئة للمواد النووية وتفكك في نهاية المطاف من الخلايا ، وصور مع SPR EIM توفير سجل مكملة للأحداث. كما تلاحظ تاو ، قبل هذه الدراسة ، تم الحصول على معلومات مفصلة من هذا القبيل إلا من خلال تلطيخ الفلورسنت أو المجهر الإلكتروني.

ولوحظ أيضا من خلال Electroporation EIM. هنا ، يتم تطبيق نبضة الجهد للخلية ، مما أدى إلى زيادة مفاجئة في البلازما الموصلية ونفاذية غشاء الخلية. ويمكن استخدام هذه التقنية قيمة لادخال مسبار الجزيئية لمراقبة الداخلية للخلية ، أو لإدخال تغيير خلية المخدرات أو قطعة من الترميز الحمض النووي. مرة أخرى ، والمعلومات التكميلية التي قدمتها البصرية ، وSPR EIM مجتمعة لإعطاء صورة أكثر اكتمالا بكثير من هذه العملية ، مع الصور EIM الكشف عن التغيرات الأكثر دراماتيكية على مر الزمن. "نحن مسرورون قدرته على رسم الأنشطة المحلية لعمليات celluar كثيرة ، مثل أنشطة القناة الايونية والمخدرات التفاعلات الخلية."

واستمر العمل صقل هذه التسمية خالية من تقنية الفحص المجهري غير الغازية ، وتقديم رؤى جديدة في الأحداث الخلوية بعيد المنال في السابق.

المصدر : http://www.asu.edu/

Last Update: 5. October 2011 19:40

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit