具有力學(xué)感知的全自動單細(xì)胞注射技術(shù)——活體全自動單細(xì)胞注射的最新解決方案

    微量細(xì)胞注射自從70 年代問世一直以來，就成為蛋白、核酸、多肽、藥物、微粒子等進(jìn)入細(xì)胞的重要手段。但是該技術(shù)對于操作者的要求過高，用于注射的顯微注射針難以制備又成為了它難以廣泛應(yīng)用的技術(shù)壁壘�，F(xiàn)如今FluidFM技術(shù)的出現(xiàn)，攻克了這一技術(shù)壁壘。


FluidFM是AFM與微流控技術(shù)的結(jié)合的產(chǎn)物

      最新型的納米技術(shù)讓微流控注射技術(shù)有了新的轉(zhuǎn)機(jī)。通過納米工藝技術(shù)所制造出的中空納米探針，使得探針在進(jìn)行表面力學(xué)探測的同時具有了向探測物體注射的能力。這種特點使得這種探頭能夠感知細(xì)胞表面應(yīng)力，給了用戶對探針當(dāng)前狀態(tài)最直接的感官，能夠幫助使用者快速了解探針目前狀態(tài)，判斷注入時機(jī)。而的與微流控結(jié)合也讓注射精度得到了的控制。另外使用的納米探針十分微小，注射器頭部僅有400 nm，幾乎不會對細(xì)胞造成損傷。
 

全自動、高效率的U2OS細(xì)胞注射的動態(tài)演示

FluidFM 如何工作？

      當(dāng)注射器在刺破細(xì)胞膜或者核膜的時候就會產(chǎn)生力學(xué)的變化。具備力學(xué)探測功能的FluidFM系統(tǒng)就能夠在力譜中探測到這種力學(xué)的變化。
      如圖中A中（I）力學(xué)曲線開始上升，說明探針與細(xì)胞表面開始接觸。（II）當(dāng)注射器刺破細(xì)胞膜之后，探針表面的阻力立即降低。因此我們就可以在圖中觀測到個松弛峰。（III）隨后當(dāng)探針繼續(xù)深入就會與核解除并且刺破核膜這時候我們就會觀察到第二個松弛峰。（IV）當(dāng)探針繼續(xù)下移，開始靠近載玻片后，壓力開始快速增大，直到核膜刺破。（V）之后隨著探針的繼續(xù)深入，細(xì)胞膜也被穿透。（VI）這時候探針與玻璃完全接觸，作用力隨著Z軸下移直線增加。


FluidFM的注射精度極高

      使用FluidFM技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞注射是一種十分快捷可靠的手段。首先對單個細(xì)胞注射量進(jìn)行考量結(jié)果如b所示。在注射800fL（相當(dāng)于20%的細(xì)胞總體積）時，沒有觀測到任何細(xì)胞形態(tài)上的改變。而在注射體積達(dá)到900fL后，細(xì)胞表面開始出現(xiàn)小泡。進(jìn)而繼續(xù)增加注射體積，則細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變。而后對重復(fù)注射，注射量的考察中對超過30個細(xì)胞的注射體積進(jìn)行了統(tǒng)計（表C）。從結(jié)果上看在進(jìn)行小于500 mbar的壓力注射時，注射體積的線性，穩(wěn)定性極好，具有良好的重復(fù)性。


使用FluidFM進(jìn)行注射不會影響細(xì)胞活力​

      隨后為了考察FluidFM對細(xì)胞活力的影響，研究者選擇將pmaxGFP與RFP熒光染料混合注入細(xì)胞核。由于注射物中含有RFP染料，因此可以立刻監(jiān)視注射位置。結(jié)果顯示FluidFM準(zhǔn)確地將染料與質(zhì)粒轉(zhuǎn)入了細(xì)胞核，沒有任何染料流入細(xì)胞質(zhì)。隨后在兩小時觀察時即可看到GFP熒光蛋白的表達(dá)，并在17小時后達(dá)到峰值。


總結(jié)
      簡單的操作，精準(zhǔn)的注射，讓FluidFM技術(shù)在顯微注射領(lǐng)域獨具魅力。這種強大的工具日后定將在常規(guī)和特種注射領(lǐng)域大放光彩。​

 

瑞士Cytosurge 多功能單細(xì)胞顯微操作系統(tǒng) FluidFM BOT
                    ——注射、提取、分選一體化的單細(xì)胞操縱解決方案

    多功能單細(xì)胞顯微操作系統(tǒng)—FluidFM BOT，是將原子力系統(tǒng)、微流控系統(tǒng)、細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)為一體的單細(xì)胞操作系統(tǒng)。主要功能包括單細(xì)胞注射、單細(xì)胞提取以及單細(xì)胞分離。
    FluidFM BOT 極大的方便了單細(xì)胞水平的研究，尤其適合應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療、單細(xì)胞生物學(xué)、單細(xì)胞質(zhì)譜、單細(xì)胞基因編輯、藥物研發(fā)等領(lǐng)域。


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