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

 

Златовласка
Златовласка

VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов»
VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (http://dfmn.imetran.ru/) пройдет в Москве (ИМЕТ РАН) с 19 по 22 ноября 2019 г. В рамках Конференции пройдет Молодежная школа-конференция.

Более 770 площадок пожелали присоединиться к Всероссийскому химическому диктанту с международным участием 18 мая
Более 770 площадок подали заявки на участие во II Всероссийском химическом диктанте, который в этом году пройдет с международным участием 18 мая в 13:00. Мероприятие организовано Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова, Химическим факультетом МГУ и корпорацией «Российский учебник» при поддержке Ассоциации учителей и преподавателей химии.

Найдены превращающие свет в электричество камни
Ученые обнаружили возникновение электрического тока в неорганических системах, что напоминает первые этапы усваивания энергии Солнца бактериями и растениями в процессе фотосинтеза. Открытое явление протекает в различных минералах и почвах. В отличие от обычного фотосинтеза, в данном случае участвуют только неорганические соединения, которые не имеют отношения к деятельности живых форм.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

«Наука открывает огромные просторы для творчества»
Яна Хлюстова, Екатерина Мищенко
Об олимпиадах школьников и начале научного пути в интервью Indicator.Ru рассказала Екатерина Жигилева, студентка второго курса химического факультета МГУ им. Ломоносова.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

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.