Айше ЖУРНАЛ Выделите
Инновации в микро-и нанотехнологий для измерения живых клеток
Живые клетки являются сложными биореакторах с множеством реакции многоступенчатой последовательностей происходит одновременно для поддержания жизни. Благодаря разработке более изысканно-наноструктур и микроустройств, инженеры-химики способны лучше оценивать и отслеживать клеточные и субклеточные процессы. Сотовый анализ за последние 25 лет традиционно осуществляется на макро-уровне. Тем не менее, сегодня microfabricated лабораторий на чипе могут интерфейс micronscale событий и датчиков, с помощью клеточных популяций.
Микро-и нанотехнологий в настоящее время широко используется для исследования и управления живыми клетками. Д-р Р. Адриенн Minerick, из штата Миссисипи университет, описывает в перспективе сентября Айше Journal, "быстро развивающейся области микро-и нанотехнологий для измерения живых клеток", прогресс, достигнутый в использовании микроуровне устройства и нанотехнологии для зонда живых клеток в таких приложениях, как медицинская диагностика, патогена или биотерроризма выявления, отбора и фармацевтической обнаружения рака.
Микроприборов (также называемые лаборатории-на-чипе, LOC и микро общей аналитических систем, химические приложения. Такие устройства предназначены для имитации процессов в лаборатории микролитр и nanoliter объемы за счет использования микроканалов и microchambers сфабрикованы в полимерные или стеклянные фишек. Живые клетки могут быть легко изучается в рамках этой платформы, поскольку именно контролируемых условиях окружающей среды и отдельные манипуляции ячейки в настоящее время это возможно.
Кремний революции технологию, которая легла в основу для многих микрофлюидальном сегодняшних систем. Изготовление методов микро-и наноразмерных функции разнообразны, и включают в себя мягкую фотолитографии, литье под давлением, стекло кислотного травления, лазерной абляции, гидрофобные структурирование поверхности, и LIGA (который сочетает в себе литографии, гальванических и литье), среди других. Культура клеток, клеточной популяции анализа и одной манипуляции ячейки были реализованы в системах сфабрикованы с помощью этих методов. Полимеры являются самой распространенной платформой для микрофлюидальном устройств из-за легкости изготовления каналов, их перестраиваемых химические, механические, электрические и оптические свойства, и более низкие затраты на материалы.
Для того, чтобы микрофлюидальном устройств для достижения цели всеохватывающей крошечной лаборатории на чипе, они должны имитировать многоступенчатого аналитических процедур с nanoliter объемы реагентов и образцов. Из химических перспективы техники, необходимо модернизировать основные операции подразделения на микроуровне путем использования силы, которые являются гораздо более значительными в этих малых масштабах длины. Эти операции включают в себя единицы транспорта, разбавление, перемешивание, тепловой контроль, концентрация, разделения и обнаружения.
Нанотехнологии для механических, биохимических и электрического зондирования живых клеток и внутриклеточных событий уровня разнообразна. В статье рассматривается один Minerick взаимодействия частиц с клетками, которые влияют или изменить свойства ячейки для большей контрастности, оптические пометки, изменения в восприимчивости к силам, или проникновения через клеточную мембрану. Структуры с наноразмерными функции могут играть важную роль в манипуляции и характеристика живых клеток. Кроме того, nanoscaffolds могут послужить основой для роста ткани и могут оказывать существенное влияние на свойства тканей, регенерация и сила, и контролируемого высвобождения лекарств.
Наноразмерных структур выставки свойства, отличные от их объемных аналогов. Многие использовали наночастицы с живой клетки, функционализированных антител и других биологических молекул выставке высоких уровней специфичности и селективности. Эти антитела взаимодействия ранее были характерны иммунологов, клонированные, усиливается в животных или в пробирке, собрали, а затем очищается. Для большинства наночастиц обязательными, компоновщик молекулы требуется, например, mercaptopropyltriethoxysilane (MPTS), который имеет сродство к наночастиц золота, а также выявил функциональных групп с сродство к желаемой антител.
Неинвазивная изображения живых клеток или тканей можно с наночастицами, или квантовые точки в качестве контрастных агентов, они могут быть включены в клетки через эндоцитозного механизмов или просто связаны на поверхности клеток.
Наночастицы могут быть связаны с клетками для последующего магнитного или электрического манипуляции. Например, суперпарамагнитных бусины были обязаны трансмембранных рецепторов клеток-мишеней с одновалентными лигандами. При помещении в магнитное поле, бисер стал намагниченного и вызвало клеток совокупности. Из-за близости трансмембранных рецепторов, биологических реакций, таких как кальций приток в клетку происходит только при контакте с поля.
Minerick считает, что будущее будет производить еще больше творческих стратегий для инженеров-химиков, чтобы изучать и манипулировать живыми клетками, которые полагаются по обе микрофлюидики и наноразмерных зондов. Микроаналитические LOC устройства ключевой платформой, которая позволит одного анализа клеток и воздействие медицинской диагностики, выявления биологической войны, лекарственных средств, лекарств и многих других приложений химического анализа.
