CellSurgeon細胞顯微手術(shù)系統
——德***ROWIAK的雙光子切割技術(shù)！
CellSurgeon 是***套基于紅外飛秒激光技術(shù)的多維納米切割系統，設計用來(lái)以非接觸的方式，輕柔地操作細胞和細胞結構。它可以用于改變細胞動(dòng)態(tài)，使某些細胞器失活或者進(jìn)行細胞轉導。CellSurgeon是***款高端設備，同時(shí)具有很強的可定制性，使得以往難以實(shí)現和無(wú)法想象的研究成為可能。
主要特點(diǎn)***覽
。非接觸多維納米精度切割
。在單個(gè)活細胞內進(jìn)行輕柔操作
。多光子共聚焦成像
。極高的精度和高產(chǎn)性
。兼容各種顯微鏡和成像過(guò)程
?？捎捎脩?hù)定制各種特殊配置
。軟件功能強大，可以進(jìn)行數據分析、
。圖像處理和自動(dòng)程序操作
應用領(lǐng)域
。3D切割
。對單個(gè)活細胞的操作和切割
。操控細胞骨架
。對單個(gè)細胞進(jìn)行轉導
。亞細胞結構的失活和消融
。細胞動(dòng)態(tài)研究
。光漂白
。多光子成像
。2D與3D成像
。時(shí)間序列實(shí)驗
?；罴毎上?/span>
。標記與篩選
典型應用
1.納米手術(shù)
采用光學(xué)技術(shù)從精確敲除單個(gè)特定細胞器到切割單條細胞骨架，CellSurgeon允許進(jìn)行精確的納米***手術(shù)操作，在切割和消融亞細胞結構時(shí)不會(huì )影響到周?chē)慕Y構。
2.細胞操作
CellSurgeon不只是***個(gè)納米精確切割設備。所用激光的能量也可以被用來(lái)執行對標記細胞結構的漂白，以及對細胞內機構的光學(xué)刺激。
3.細胞凋亡
細胞凋亡是由多細胞生命體系中的單個(gè)細胞的程序性死亡構成。這種單個(gè)細胞的死亡發(fā)生時(shí)不會(huì )對周?chē)鷧^域的結構發(fā)生傷害。細胞凋亡可以通過(guò)激光消融特定的細胞組分來(lái)誘導，并伴隨了特征性的形態(tài)學(xué)變化和步驟，這些變化和步驟需要*佳的成像方式來(lái)觀(guān)察和確認。細胞凋亡在細胞終止，自我平衡（通過(guò)細胞分裂和細胞死亡來(lái)保持細胞數量恒定）和發(fā)育過(guò)程中扮演了重要的角色。我們的手指和腳趾來(lái)自于沒(méi)有任何凹陷的葉狀組織的細胞凋亡。這些相對緩慢的過(guò)程可以由CellSurgeon來(lái)獲得和誘導。
4.細胞遷移
細胞遷移是***個(gè)包含傷口愈合，免疫反應和發(fā)育過(guò)程的中心事件。所有這些過(guò)程都要求細胞向特異性位置的協(xié)調運動(dòng)。遷移細胞具有清晰的極性。細胞骨架聚合（肌動(dòng)蛋白）與膜流動(dòng)***起參與到其中。細胞遷移是***個(gè)“慢速”的過(guò)程。因為在膜附近或者膜上發(fā)生很多的結構變化。CellSurgeon可以用于影響（破壞）細胞骨架結構來(lái)研究膜流動(dòng)中的過(guò)程。
5．軸突生長(cháng)
由生長(cháng)錐執行的神經(jīng)生長(cháng)具有三個(gè)關(guān)鍵的周期性階段。探測，包括由肌動(dòng)蛋白逆向流和聚合活動(dòng)共同控制的伸展和回縮。由細胞外基質(zhì)，細胞黏連蛋白和肌動(dòng)蛋白細胞骨架共同的復雜作用控制的新的伸展部分向基質(zhì)的粘附。并且生長(cháng)錐的向前增長(cháng)期間產(chǎn)生的驅動(dòng)力，導致神經(jīng)突張力的產(chǎn)生。人們開(kāi)展了對生長(cháng)錐的多重結構研究，包括多維成像，重疊和結構的共定位。在進(jìn)行隨時(shí)間的激光切割后進(jìn)行時(shí)間序列研究，使得細胞內和細胞外的事件可視化。
6.光學(xué)穿孔
***個(gè)可能的應用是對細胞原生質(zhì)體膜的激光穿孔以使得可以在活細胞中進(jìn)行DNA，RNA和蛋白的轉導。通過(guò)將激光聚焦在原生質(zhì)體膜上幾微秒的時(shí)間，可以在膜上產(chǎn)生瞬間的小孔，從而核酸與蛋白可以進(jìn)入細胞。與傳統的病毒質(zhì)粒，化學(xué)載體或者電穿孔技術(shù)相比，光學(xué)穿孔在很大程度上降低了細胞受損的風(fēng)險。
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