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細胞存活率達96% 新型納米探針平臺實現(xiàn)無標記線粒體活檢
2025年11月07日 10:06:18
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4208
南方科技大學(xué)聯(lián)合香港科技大學(xué)開發(fā)出一種新型自動化多功能納米探針平臺，能夠在活細胞內(nèi)實現(xiàn)高時空分辨率的無標記線粒體提取。
線粒體是細胞中的重要細胞器，負責能量的產(chǎn)生和多種代謝過程，被稱為“細胞的動力工廠”。其不僅是能量的生產(chǎn)者，還在細胞的生理功能中扮演著關(guān)鍵角色。它們的功能障礙可能導(dǎo)致多種疾病，包括代謝性疾病和神經(jīng)退行性疾病等。
傳統(tǒng)的線粒體活檢通常依賴于熒光標記，不僅易造成光損傷和細胞毒性，還會干擾后續(xù)生物學(xué)分析。此外，現(xiàn)有細胞內(nèi)操作技術(shù)在精準度、微創(chuàng)性及操作效率方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
為此，南方科技大學(xué)機械與能源工程系副教授胡程志團隊聯(lián)合香港科技大學(xué)助理教授顧紅日開發(fā)出一種新型自動化多功能納米探針平臺，能夠在活細胞內(nèi)實現(xiàn)高時空分辨率的無標記線粒體提取。相關(guān)研究成果以“Label-free robotic mitochondrial biopsy”為題發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊 Science Advances。
該納米探針集成了兩個可獨立控制的納米電極，可實時監(jiān)測線粒體代謝所產(chǎn)生的活性氧/活性氮(ROS/RNS)，從而精確定位目標線粒體，利用介電泳力(DEP)完成線粒體的捕獲、操控與提取。
經(jīng)實驗證明，該納米探針平臺具備多項優(yōu)勢：
多功能集成：同一納米探針兼具傳感器與執(zhí)行器功能，既能檢測線粒體，又可實現(xiàn)其捕獲與提??；
無標記檢測：無需熒光標記，有效避免了光損傷與細胞毒性，為后續(xù)多種生物分析提供了便利；
高時空分辨率：作為傳感器時，時間分辨率達1 kHz，空間分辨率為1 μm；作為執(zhí)行器時，空間分辨率為1.8 μm；
低侵入性：納米探針采用小尺寸尖端設(shè)計，結(jié)合精準的機器人控制，使細胞操作侵入性極低，細胞存活率高達96%。
此外，研究團隊還進一步利用該技術(shù)實現(xiàn)了線粒體的細胞間移植，并觀察到移植后的線粒體能成功融入受體細胞的線粒體網(wǎng)絡(luò)。這一成果不僅為探索線粒體功能及相關(guān)疾病機制提供有力工具，也為單細胞手術(shù)與細胞治療開辟了新的技術(shù)路徑。
素材來源：南方科技大學(xué)
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