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研究人员开发了非接触式探针来分析肿瘤中的单个细胞

纽约大学阿布扎比(NYUAD)研究人员开发了一种特殊的非接触式多物理场探针(NMP),使他们能够从单个肿瘤细胞中收集细胞质样品,而不会破坏其在原始组织中的空间结构。该微型工具还可用于将异物引入组织内选定的细胞,以改变其遗传结构。因此,NMP将促进先进的研究,从而可以提高对包括癌症和老年痴呆症在内的疾病的基本构成要素的当前理解,并导致新疗法的发展。此外,这可能导致干细胞生物学和重新编程领域的强大工具。

这项新的高精度技术还可以通过单个工具实现顺序,非侵入性和多重基因操作以及亚细胞“活检”采样,从而为世界上最雄心勃勃的遗传项目“人类细胞图谱”做出贡献。

分析单个细胞并保留与原始肿瘤相同的空间构型的能力对于理解肿瘤内细胞的多样性和异质性至关重要。因此,开发在自然生理环境下探测和分析单细胞的工具至关重要。

在他们的研究中,用于时空分辨单细胞操纵和分析的非接触式多物理场探针发表在Small,NYUAD机械与生物医学工程助理教授兼高级微流体与微设备实验室首席研究员Mohammad A. Qasaimeh及其团队的Small,杂志上新技术的开发。该团队基于先前在3D打印微流体探针上的努力以及最近用于细胞分离和图案化的微电子流体探针的开发。但是,该NMP显着小型化以实现单细胞操作,该设计针对亚细胞操作进行了改进,并且该设备与用于单细胞刺激的电子组件集成在一起。

“这类似于从患者那里采集血液样本,而针头和皮肤之间没有物理接触,但是,对于NMP,患者是单个癌细胞,而'针头'的厚度是一根细线的五倍。 “这是人类头发的一部分,并利用电信号刺穿细胞膜,而无需进行物理穿刺。”第一作者,前博士学位的Ayoola T. Brimmo说道。Qasaimeh教授小组的学生。

使用先进的3D打印工具,该团队可以快速迭代地创建200多个原型,并促进在NMP尖端包含3D微电极。NMP有效地从单个癌细胞中提取RNA,并将合成的DNA(质粒)引入单个癌细胞中,同时将细胞保持在其组织样结构内,而其他相邻细胞则保持不变。

Qasaimeh说:“我们开发的NMP可以为单细胞更深入的遗传分析以及对癌症和其他复杂疾病的更基本的了解提供指导。” “我们未来的研究旨在提高NMP的通量,并提高靶向亚细胞成分的精度。我们希望这种发展能够对所有生命形式的基本内部运作提供无与伦比的见解。”

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