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能精确测量单个活细胞体重新技术
2007-04-28 11:00   来源:科学网 作者:任霄鹏

图片说明:传统测定方法示意图。(图片来源:Thomas Burg)

  世界科技报道[tech.icxo.com]消息:美国麻省理工学院的科学家首次开发出一种新技术,能够对单个活细胞的质量进行高精度测量。该技术的实现基于一种微机械探测器(micromechanical detector),它有望使科学家开发出便宜而且轻便的医学诊断设备,同时也为细胞分化研究提供了一种新的工具。该研究成果发表在4月26日的《自然》杂志上。

  论文高级作者、MIT生物工程和机械工程系副教授Scott Manalis表示,MIT此次的新技术不同于传统方法,在测量时可以保持细胞的流动性。除了测定细胞,该技术还可用于测量纳米颗粒或者生物分子的亚单层(sub-monolayer),精度比商业传感器高6个量级。Manalis表示,“我们追求的方向之一就是基于质量测定的流式细胞技术(flow cytometry,一种在流体状态下观测特殊细胞的技术)。”

  传统的质量测定方法能够达到的精确度为10-21克,但只能针对无生命的物体,因为整个过程要在真空中进行。传统方法通过测定真空中一块微小的共振板在放上被测分子前后的振动频率改变,来确定分子的质量。由于真空会使活细胞死亡,因此,活细胞质量的测定必须在流体中进行,这就大大降低了测量的精度。

  此次,MIT的研究人员将包含被测样品的流体放在共振板之上,仍然保持在真空中振动。不同的是,生物样品由一个横贯板面的微通道(microchannel)通过整个装置,并不会影响板面的振动。

  到目前为止,新装置的测量敏感度已经达到稍低于10-15克的水平。不过Manalis坚信,通过未来几年的改进,这一数字还能继续小几个量级。

  研究人员已经开始关注新技术潜在的应用价值。其中很有希望的一个领域就是通过模拟流式细胞技术的计数能力,来监控艾滋病患者的CD4淋巴细胞。Manalis表示,由于新装置的制造利用的仍是传统半导体加工技术,因此,未来相关的检测装置将会更便宜,有望实现普遍的商业使用。

  此外,受蛋白质形成的影响,细胞在分化时会有相应的质量变化,而新的技术也为单个细胞分化的追踪研究开辟了新的道路。


 
    图片说明:MIT科学家利用具有微通道的芯片实现细胞质量的精确测定。(图片来源:Thomas Burg)

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