納米級鑷子可以直接從活體細胞中提取出特定分子
隨著技術的進步，我們對細胞了解得越來越多，但仍然留有許多未知領域。比如說同類細胞——例如神經、肌肉或脂肪細胞，雖然它們功能和基本形態相同，但是在分子水平上每個又都是獨立的個體；發掘同類型細胞彼此之間的細微差別，可以幫助研究人員更好地了解細胞的基本功能、改進疾病模型、甚至於找出新的特異性療法。
然而，傳統的研究方法往往需要破壞細胞的完整性，將細胞內容物攪得一塌糊塗。不僅會丟失細胞結構的空間信息——細胞內部組件如何關聯在一起，且還會人為地製造出干擾因素，使我們無法準確掌握內部分子的動態變化。
倫敦帝國理工學院的Joshua Edel教授和Alex Ivanov博士領導的團隊開發出一項全新的技術手段，可以使研究人員能夠從活體細胞中提取出單個分子，而不會破壞細胞的完整性。
這一研究被發表在《自然納米技術》上，可以幫助科學家建立 「人類細胞圖譜」，解析健康細胞正常運作的過程和病變細胞的發作機理。
帝國理工學院化學系的Joshua Edel教授說：「通過我們發明的小鑷子，研究人員隨時隨地都能從細胞中提取出最少量的分子，而不會損壞細胞本身。我們在實踐中，成功地從細胞內部不同的結構中操作和提取出不同的分子，包括來自線粒體和細胞質中不同位置的RNA分子，甚至來自細胞核的DNA分子。」
鑷子的主體部分是一根尖銳的玻璃棒，玻璃棒的尖端處有一對電極。電極由性態類似石墨的碳基材料製成。尖端直徑小於50納米，而兩個電極之間只有10到20納米的間隙。
當向電極施加交流電壓，電極中間產生了強大的高度局部電場，可以捕獲和提取細胞中的分子，如DNA和RNA。
該技術基於一種被稱為介電電泳的現象：位於非勻稱電場的中性微粒由於介電極化的作用而產生的平移運動。
應用納米級的電泳鑷子，我們能夠完成之前無法進行的實驗。比如說，神經細胞需要很多能量才能發送出電化學信號，因此它們含有許多線粒體。然而，以往要想提取其中的線粒體或添加進去新的線粒體，結果都會使細胞因形態遭破壞而失去正常的功能。現在，研究人員可以更好地了解它們，特別是神經細胞在神經退行性疾病中的變化。
「我們的納米級鑷子可能是未來生物學家手中不可或缺的常備工具。為了在分子水平上分析活體細胞，我們可以直接提取出單個分子。在同一功能區域里，以前所未有的空間解析度和多時間點重複提取。」Alex Ivanov博士說。既可以採集細胞的空間信息，又可以獲取分子的動態信息。「進而明確類細胞中的個體特性。」
本文譯自 sciencedaily，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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