Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Модифицированная головка иглы атомно-силового микроскопа. (a) Шаг 1: изоляция кончика при помощи 20-нм слоя SiO2 . (b) Шаг 2: обработка кончика до тех пор, пока не появился неизолированный кремний диаметром 0,5 мкм. (с) Готовый модифицированный кончик иглы, вид сверху. Размер метки 1 мкм, РЭМ.

Рисунок 2. Проникновение флуоресцентной метки из раствора в клетку (фибробласт крысы) в процессе электропорации в реальном времени. Размер метки 3 мкм, конфокальная флуоресцентная микроскопия.

Атомно-силовым микроскопом по клеткам

Ключевые слова:  АСМ, доставка веществ, электропорация

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

22 октября 2008

Всяк кулик свое болото хвалит. Буквально только что читателям Нанометра красочно объяснили, что лишь путем эндоцитоза можно доставить вещества в живую клетку, не покалечив ее. Другие методы доставки, такие как электропорация, слишком сильно повреждают клетки, от чего бедняжки массово погибают.

Теперь же исследователи из университета Калифорнии (США) утверждают едва ли не обратное. Оказывается, использование электрического поля для создания пор в клеточной мембране – популярный и востребованный метод доставки макромолекул в живые клетки. Конечно, многие клетки при этом действительно погибают, но при помощи нанотехнологий ученые смогли обойти эту проблему.

Обычно при электропорации электрическое поле прикладывается одновременно к тысячам и миллионам клеток в надежде, что хоть с какими-нибудь из них процесс пройдет удачно. Теперь же ученые предлагают использовать индивидуальный подход к каждой клетке, проделывая лишь одну пору в заданной области плазматической мембраны. А поможет в этом модифицированная игла атомно-силового микроскопа.

Для экспериментов взяли обыкновенные иглы атомно-силового микроскопа из кремния, допированного бором. На этих иглах был выращен тонкий 20-нм изолирующий слой SiO2. Затем верхушку иглы аккуратно срезали при помощи сфокусированного ионного пучка (FIB), пока не стал вновь виден кремний (рисунок 1). Диаметр кончика кремниевой иглы составил 0,5 мкм – при помощи такой иглы уже можно получить электрическое поле, достаточное для электропорации. Впрочем, авторы работы говорят, что не составит большого труда при желании получить и более тонкий кончик.

Эксперименты проводили на фибробластах крысы. Это клетки около 10 мкм диаметром. Клетки разместили на покровном стекле, покрытом проводящим оксидом индия-олова (ITO). Атомно-силовой микроскоп снабдили модифицированной иглой, кончик которой подвели к отдельно взятой случайно выбранной клетке. О том, что игла вошла в контакт с поверхностью клетки, судили по отклонению кантилевера. После этого кончик иглы сдвигали еще на 200 нм, а затем прикладывали электрическое поле. За проникновением макромолекул в клетку следили по появлению внутри клетки флуоресцентной краски, которая была конъюгирована с белками внешней среды (рисунок 2).

Ученые провели расчеты, которые показали, что приложенное электрическое поле вносит изменения в мембрану клетки лишь в узко локализованном месте. При этом клетка не получает сильных повреждений, и, как показало окрашивание раствором трипанового синего, все клетки выжили. Работа «Localized electroporation and molecular delivery into single living cells by atomic force microscopy» опубликована в Applied Physics Letters.


Источник: Applied Physics Letters



Комментарии
Владимир Владимирович, 22 октября 2008 01:29 
Лев Артемович замечательно представил "широту взглядов"!
"Трипанового синего" правильнее будет
(Google сказал, что 1170 к 56 более правильно )
Трусов Л. А., 22 октября 2008 03:31 
апичатался. наверное, правильнее через Ы.
пока широта взглядов ограничивается двумя методами.
Владимир Владимирович, 22 октября 2008 03:55 
Так ведь всего двумя ногами и шагают широко
(в меру штанов ширины)
Электропорация - это один из методов массовой трансформации клеток. Потом их высевают на селективные среды и выбирают нужные колонии. В этом случае - работаем поклеточно, что гораздо медленнее.
Но бывают и ответственные трансформации ОДНОЙ
клетки. Например, нервной. Метод хорош.
Слышал, что-то о полых кантилеверах, которые
"умеют" впрыскивать вещество в клетку,
прецезионно прокалывая мембрану. Если у кого
есть инфа на этот счет поделитесь,
пожалуйста. :-)
Gogotsi Yury, 11 ноября 2008 00:44 
Это можно делать с помощью углеродных нанопипеток. Вот две ссылки:
M. G. Schrlau, et al, Utilizing Carbon Nanopipettes to Characterize Calcium Pathways in Cancer Cells, Nanotechnology 19, 325102 (2008)
J. R. Freedman, et al, Magnetically Assembled Carbon Nanotube Tipped Pipettes, Applied Physics Letters 90, 103108 (2007)
С их помощью можно записывать SERS, вспрыскивать растворы (<10-18 л), измерять потенциал мембраны и регистрировать химические процессы в разных частях клетки. Предварительные результаты были представлены на конференциях (Am. Chem. Soc. Мeeting in Philadelphia, Aug. 2008), но пока не опубликованы в журнале.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

По мотивам Дали
По мотивам Дали

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 &#215; 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.