電子天平更迭，可以稱(chēng)量細(xì)胞重量？
時(shí)間：2021-01-19
來(lái)源：天津市德安特傳感技術(shù)有限公司
通過(guò)測(cè)量細(xì)胞的重量，科學(xué)家可以跟蹤細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂過(guò)程中細(xì)胞重量的變化，不同培養(yǎng)基對(duì)細(xì)胞重量的影響，了解細(xì)胞被病毒入侵時(shí)會(huì)發(fā)生什么。從蚯蚓到向日葵，從細(xì)菌到人類(lèi)，有些生物是由細(xì)胞組成的。自從發(fā)現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)以來(lái)，科學(xué)家們一直對(duì)這些生物的基本單位感興趣，揭示了細(xì)胞的許多秘密。
然而，到目前為止，科學(xué)家們還沒(méi)有找到一種合適的方法來(lái)測(cè)量活細(xì)胞的重量以及如何實(shí)時(shí)研究細(xì)胞的變化。新的高分辨率細(xì)胞平衡蘇黎世理工學(xué)院的丹尼爾JMüller教授是一位生物物理學(xué)家。他的研究團(tuán)隊(duì)與巴塞爾大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種新的細(xì)胞天平。這項(xiàng)新技術(shù)使他們能夠在很短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量活細(xì)胞的重量，并監(jiān)測(cè)細(xì)胞重量的變化。據(jù)報(bào)道，細(xì)胞平衡的準(zhǔn)確度可以達(dá)到幾毫秒和萬(wàn)億分之一克。
在這項(xiàng)研究中，細(xì)胞在一個(gè)控制細(xì)胞培養(yǎng)皿中稱(chēng)重，測(cè)量重量為2到3納克。天平的重臂是一個(gè)透明的硅懸臂梁，它像芯片一樣薄，涂有纖維連接蛋白。它可以放在培養(yǎng)皿的底部，輕輕地拾起單個(gè)細(xì)胞。這個(gè)細(xì)胞將懸掛在小懸臂的底部，讓科學(xué)家們可以對(duì)它進(jìn)行稱(chēng)重。細(xì)胞天平的微懸臂一端固定，發(fā)射藍(lán)色脈沖激光使微懸臂微振動(dòng)；微懸臂另一端紅外激光測(cè)量細(xì)胞懸浮前后的振蕩。通過(guò)計(jì)算兩次振蕩之間的差值，可以得到電池的重量。在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，我們可以在電腦屏幕上看到細(xì)胞重量的變化曲線(xiàn)。通過(guò)這種方法，科學(xué)家可以在一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的重量動(dòng)態(tài)——毫秒就是幾天。將包括細(xì)胞培養(yǎng)皿在內(nèi)的全細(xì)胞天平直接置于高倍熒光顯微鏡下，觀(guān)察細(xì)胞的內(nèi)部活動(dòng)并拍照。
活細(xì)胞重量的變化通過(guò)這項(xiàng)新技術(shù)，科學(xué)家可以跟蹤細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂過(guò)程中細(xì)胞重量的變化，不同培養(yǎng)基對(duì)細(xì)胞重量的影響，了解細(xì)胞被病毒入侵時(shí)會(huì)發(fā)生什么。研究小組對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。細(xì)胞平衡的主要發(fā)明者大衛(wèi)·馬丁內(nèi)斯說(shuō)，這項(xiàng)研究中一個(gè)有趣的觀(guān)察結(jié)果是“我們發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞的重量持續(xù)波動(dòng)約1%到4%，研究人員排除了測(cè)量誤差，并表明細(xì)胞在死亡時(shí)停止了這種持續(xù)的體重變化。
毫無(wú)疑問(wèn)，研究人員對(duì)這些結(jié)果非常興奮，他們所觀(guān)察到的是前所未有的。當(dāng)蘇黎世理工學(xué)院的科學(xué)家們報(bào)告新的細(xì)胞平衡時(shí)，許多科學(xué)家表達(dá)了強(qiáng)烈的興趣。細(xì)胞重量是細(xì)胞生理學(xué)的一個(gè)重要指標(biāo)，這一領(lǐng)域的研究一直受到生物學(xué)家的關(guān)注。醫(yī)學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域的研究人員可以利用這項(xiàng)技術(shù)觀(guān)察細(xì)胞的病理變化以及藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響。令人驚訝的是，材料科學(xué)家對(duì)細(xì)胞平衡感興趣。
馬丁內(nèi)斯·馬丁說(shuō)：“對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這與納米顆粒的功能性有關(guān)，這是在改變顆粒的表面狀態(tài)，研究人員已經(jīng)為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利，他們的研究成果發(fā)表在最近的《自然》雜志上。來(lái)自不同學(xué)科的科學(xué)家可以利用這種新的細(xì)胞平衡來(lái)幫助解決各種科學(xué)問(wèn)題。
