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ETH研究人员开发了一种测量细胞的量表

2019-05-19 15:02:22 • 来源：

ETH研究人员开发了一种测量细胞的量表。它允许第一次快速准确地确定个体活细胞的重量以及该重量的任何变化。本发明还引起了生物学领域内外的重大关注。

ETH研究人员开发了一种测量细胞的量表

从蚯蚓和向日葵到人类，我们都是由细胞组成的，因此研究人员正在努力研究这些生命的基石并不奇怪。他们已经发现了许多秘密，但直到现在，还没有可能测量活细胞的重量及其实时变化，因为没有合适的测量方法。

具有高分辨率的新细胞规模

现在已经发生了变化：与巴塞尔大学的Christoph Gerber和Sascha Martin以及伦敦大学学院的Jason Mercer合作，由ETH教授DanielJMüller领导的生物物理学研究小组的科学家们开发了一种新的细胞比例。这不仅使他们能够在很短的时间内测量活细胞的质量，而且还能监测他们的体重随时间的变化情况。他们可以用毫秒和万亿分之一克的分辨率来做到这一点。

通常重约2至3纳克的细胞在细胞培养室中在受控条件下称重。称重臂是一个薄薄的，透明的硅胶悬臂，上面涂有胶原蛋白或纤连蛋白，它被降低到腔室的底部，在那里它轻推并拾取一个细胞。博士生GottholdFläschner说：“细胞悬挂在微小悬臂的底部，用于测量。”他使用新的尺度共同发明并进行了大多数实验。

同时观察体重和细胞活动

通过在其固定端的脉冲蓝色激光诱导微观悬臂略微振荡。第二种红外激光测量另一端的振荡，细胞悬挂 - 首先没有，然后是细胞。“细胞的质量可以通过两次振荡之间的差异来计算，”细胞比例的主要发明者DavidMartínez-Martín解释道。

计算机屏幕显示重量变化为曲线。在整个测量期间可以从中读取读数 - 无论是毫秒还是几天。由于包括细胞培养物的测量装置直接安装在高性能荧光显微镜的物体板上，因此在测量发生时也可以观察和拍摄细胞内部过程。

活细胞的重量波动

这使研究人员能够跟踪，例如，细胞周期和细胞分裂过程中体重如何变化，各种物质对细胞质量的影响，以及当它被病毒感染时会发生什么。Martínez-Martín和Fläschner进行了许多这样的实验。

一个特别值得注意的观察结果是：“我们确定活细胞的重量会随着它们调节总重量而持续波动约1%至4%，”Martínez-Martín说。测量误差已被排除：生物物理学家能够证明细胞只能在死亡时停止这些逐秒波动。研究人员显然非常兴奋。Fläschner：“我们正在看到其他人尚未观察到的东西。”

对细胞规模的高度兴趣

当ETH科学家报告新的发展时，人们总是对此感兴趣。“细胞的质量是其生理学的一个很好的指标，”Martínez-Martín解释说。因此，所有条纹的生物学家都对新的测量方法感兴趣是有道理的。它也可能与医学和制药部门有关，因为它可用于研究细胞的病理生长和药物对这种生长的影响。

更令人惊讶的是，材料科学家也对该装置感兴趣。“对于他们来说，这是关于纳米粒子的功能化 - 换句话说，改变非常小的粒子的表面，”Martínez-Martín说。

科学家们现在首次在“自然”杂志上向广大的科学观众介绍他们的发明。新的称重方法已获得专利;尽管如此，不同学科的科学家很快就能够使用有希望的新细胞规模的机会很好。被许可人，瑞士公司Nanosurf AG，已经在努力将该设备投入生产。

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