{科研}Cell：单细胞分析重大突破！利用世界上最小的纳米注射器提取单个活细胞

2016年7月18日——生物学家对单个细胞的行为越来越感兴趣，而不是整个细胞群的行为。在一项新的研究中，瑞士联邦理工学院(eth)的研究人员开发了一种新方法，这可能会导致单细胞分析的革命。这项技术使用世界上最小的注射器对单个细胞的内容物进行采样，用于分子分析。相关研究成果发表在2016年7月14日出版的《细胞杂志》上，标题为“用于分子分析的可调单细胞提取”。

Eth研究人员开发了一种使用纳米注射器的方法，这种纳米注射器的微针可以穿透单个活细胞并提取其内容物。例如，这项技术可以用于体外培养的细胞，以研究这些细胞的内容。这使得科学家能够在分子水平上识别单个细胞之间的差异，并识别和分析罕见的细胞类型。该论文的合著者、eth生物系教授朱莉娅·沃尔霍尔特说:“我们的方法为生物学研究开辟了新的领域。可以说是新篇章的开始。”

这种新方法有许多优点:科学家可以直接对培养皿中培养的组织的单个细胞进行采样。该论文的第一作者和合著者、沃霍尔特教授研究团队的博士后研究员Orane guillaume-gentil说:“这意味着我们可以研究细胞如何影响周围的细胞。”用常规方法进行这类研究是不可能的，因为常规的分子分析一般需要先分离细胞，再破坏细胞。

细胞保持存活

最重要的是，微针可以被如此精确地控制，以至于科学家可以收集细胞核的内容物或细胞核周围的细胞内液体，即细胞质。最后但同样重要的是，研究人员能够准确地确定他们提取的细胞内物质的体积，低至1万亿分之一升。相比之下，电池的体积比最小值大10到100倍。

提取内含物后，细胞仍然存活，因此研究人员可以自由地对同一活细胞进行多次采样，以分析其rna和蛋白质，甚至在未来分析代谢物。沃尔霍尔特说，“我们惊讶地发现，我们研究的细胞在提取了大部分细胞质后仍然存活。”这说明生物细胞的可塑性是惊人的。

扩展应用程序

这种新的细胞提取方法是基于eth在过去几年中开发的显微注射系统，即fluidfm，这是“世界上最小的自动注射器”。这为生物学家提供了一种将物质注入单细胞的方法。Fluidfm及其纳米注射器也适用于通过负压轻轻吸附细胞，然后将它们转移到其他地方。

沃尔霍尔特教授和他的研究小组进一步改进了这种显微注射系统，这种系统还可以从细胞隔间中提取物质。Guillaume-gentil评论说，“一个特别重要的方面是为这种微针找到合适的涂层，以防止被细胞材料污染。”另一个挑战是将这种分析细胞分子的分析方法(如测量酶活性)转化为分析微小的测量体积。