Новости химической науки > "пойманные" клетки и органеллы

Разработан новый метод, позволяющий заключать отдельные клетки или клеточные компоненты внутри капелек воды, окружённых слоем несмешивающейся жидкости. Отбор проб или какие-либо химические реакции могут быть проведены непосредственно в объёме капли, утверждают Дэниэл Чью и его коллеги по Вашингтонскому Университету, Сиэтл (Anal. Chem. 2005, 77, 1539). Также, Чью сделал доклад по материалам этой работы на Питтсбургской Конференции, проведённой в Орландо на прошлой неделе.

«Мы пытаемся разработать на базе этих капелек целую нанолабораторию для проведения исследований в масштабе одной клетки или одной органеллы, и совершать такие манипуляции, которые было бы невозможно провести, используя громоздкие макроскопические контейнеры,» говорит Чью.

Поскольку объём капелек может быть тщательно проконтролирован, он может быть доведён до размера клетки или отдельной органеллы с недостижимой до недавнего момента точностью, избегая проблем, связанных с диффузией и разбавлением, неизбежных при применении обычных техник. Чью продемонстрировал, как закапсулированные клетки могут быть с лёгкостью «открыты» с помощью лазерного фотолиза, фиксируя её состояние на момент начала фотолиза. Также, он отобрал пробу энзимов с разложенных клеток.

Лимфоцит «пойман» в водной капельке, окружённой силиконовым маслом.

«Хотя этот подход, вероятно, мало подходит для анализа каждой составной части клетки, Чью и его группа продемонстрировали великолепный постадийный подход к отбору требуемого компонента в одной клетке,» говорит З. Хью Фэн, специалист в области микропотоков, работающий на факультете биомедицинской инженерии Университета Флориды. «Капли фиксированного объёма дают серьёзное преимущество при изучении биометок и сигнальных механизмов в масштабе одной клетки, благодаря тому, что отсутствует диффузия со средой.»

Чью предложил три метода для формирования капелек. Наиболее широко используемый включает в себя следующее: водный раствор подаётся в один «рукав» Т-образной трубки, соединяющей два микроканала, по второму же идёт липофильная жидкость. С помощью лазера, пойманная частица передвигается и фиксируется на поверхности раздела двух фаз. После этого к водной фазе медленно прикладывается давление, в результате чего формируется и падает капля, включающая в себя клетку или органеллу. Группа Чью «ловила» таким образом как отдельные клетки, так и митохондрии.

К недостаткам этого метода Чью отнёс необходимость тщательного контроля потока. «Нужно его пустить, и нужно его остановить, а это становится отдельной задачей.» Другие методы формирования капелек, которые Чью начинает готовить к использованию, включают в себя подачу водного раствора через специальный наконечник, и использование электрического поля, способствующего образованию капелек.

«Если мы хотим получить протяжённый поток капелек, то первый метод нас вполне устраивает,» говорит он. «Если же ставится задача в получении отдельных капелек, то методы с наконечником и электрическим полем работают значительно лучше.»

Слева направа: Джейсон С. Куо, Дэниэл Чью, Роберт М. Лоренц, Мингьян Хе, Дж. Скотт Эдгар, Гэвин Д. М. Джеффрис. Учёные использовали оптические методы для проведения операций с клетками и «заключения» их в капли воды.

источник: Chemical & Engineering News