通過光響應水凝膠納米移液管系統進行高保護性單細胞操作

2020-12-22 科學網

通過光響應水凝膠納米移液管系統進行高保護性單細胞操作

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/29 21:51:25

華東理工大學化學與分子工程學院張雋佶課題組開發出了用於高保護性單細胞操作的光響應水凝膠納米移液管。相關論文於2020年11月26日發表在《德國應用化學》雜誌上。

在該文中，研究人員介紹了一種光響應水凝膠納米管混合系統，該系統可以在可忽略的細胞損傷下以高時空解析度實現單細胞操作。這一策略克服了長期以來利用納米管對單細胞進行研究的障礙，因為既往研究中總是會用到高電壓（約1000 mV）或有機溶劑，而這些都會對靶細胞產生不可避免的幹擾和損傷。光觸發系統提供了一種無電壓、無侵入式的單細胞注射方法，使得細胞保持了較高的存活率（約90%）。

此外，光碟機動注射能夠實現劑量精確可控的單細胞藥物遞送。為了驗證這一概念，研究人員發現通過這一方法注射到特定細胞中的阿黴素致死劑量明顯降低，這意味著這一光敏水凝膠納米管系統可以作為一種潛在的細胞精準治療策略。

據了解，使用納米管進行單細胞原位操作為闡明細胞內部過程提供了可能性，並可能有助於提高治療效率和精度。

附：英文原文

Title: High‐preservation Single‐cell Operation through a Photo‐responsive Hydrogel‐Nanopipette System

Author: Zi-Yuan Li, Ying-Ya Liu, Yuan-Jie Li, Wenhui Wang, Yanyan Song, Junji Zhang, He Tian

Issue&Volume: 26 November 2020

Abstract: Single‐cell and  in situ  cell‐based operation with nanopipette approach offers a possibility to elucidate the intracellular processes and may aid the improvement of therapy efficiency and precision. We present here a photo‐responsive hydrogel‐nanopipette hybrid system that can achieve single‐cell operation with high spatial/temporal resolution and negligible cell‐damage. This strategy overcomes long‐time obstacles in nanopipette single‐cell studies as high electric potential (~1000 mV) or organic solvent is always used during operations, which would inevitably impose disturbance and damage to targeted cells. The light‐triggered system promotes a potential‐free, non‐invasive single‐cell injection, resulting in a well‐retained cell viability (90% survival rate). Moreover, the photo‐driven injection enables a precisely dose‐controllable single‐cell drug delivery. As a proof‐of‐concept, significantly reduced lethal doses of doxorubicin (163‐217 fg/cell) are demonstrated in corresponding cell lines, indicating a potential precision cell therapy strategy based on the photo‐responsive hydrogel‐nanopipette system.

DOI: 10.1002/anie.202013011

Source: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013011

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