Новости онкологии

24/10

Атомно-силовой микроскоп приспособили для наблюдений за живыми клетками

24/10/2017
В качестве зонда микроскопа была выбрана длинная иголка, частично погруженная в жидкость, причем использовались одновременно две частоты колебаний иголки. С помощью предложенного метода можно получить изображение более высокого разрешения по сравнению с традиционными методами оптической микроскопии, а также измерить динамику изменения механических свойств клеток. Работа опубликована в Physical Review Applied.

Несмотря на то, что изначально атомно-силовая микроскопия разрабатывалась исключительно как метод получения трехмерных изображений твердых поверхностей, сейчас с помощью нее ученые получают много дополнительной информации. Так, атомно-силовой микроскоп дает информацию о химическом составе поверхности, ее механических свойствах и толщине покрывающей ее капиллярной пленки. Возможность того или иного способа использования атомно-силового микроскопа зависит во многом от свойств иголки-зонда, с помощью которой проводится эксперимент. Эти иголки могут отличаться по длине, заостренности кончика и материала. Иногда вместо иголок в качестве зонда используют частицы других форм.

В своей новой работе физики из Франции и Гонконга разработали методику, которая позволяет использовать атомно-силовую микроскопию для изучения движущихся клеток. Работа с клетками подразумевает проведение самого эксперимента в водной среде, поэтому для измерений ученые выбрали следующую конфигурацию. В качестве зонда была использована иголка длиной около 150 микрон, что примерно в 10 раз длиннее тех, что используются в стандартных конфигурациях. Такая иголка позволяет погрузить в жидкость только ее нижнюю часть, а место крепления при этом остается на воздухе. Кроме того, для ослабления возможного взаимодействия между иголкой и клеткой, использовалась не металлическая, а стеклянная иголка.

В эксперименте исследуемая клетка помещалась в жидкость, и все измерения проводились в неконтактном режиме: иголка совершала периодические вертикальные колебания непосредственно над исследуемой поверхностью, но никогда касалась ее. В такой конфигурации отклик на колебания зонда со стороны клетки происходит только за счет сопротивления жидкости. Сила гидродинамического сопротивления увеличивается при сближении зонда с клеткой, и по ее величине можно однозначно определить положение поверхности. Кроме того, зависимость силы от расстояния между зондом и исследуемой клеткой дает информацию об упругих свойствах поверхности клетки.
Другой особенностью работы системы было наложение двух частот колебаний иголки. Частота в 50 килогерц использовалась для определения положения клетки, а частота 300 килогерц использовалась для определения ее механических свойств.

Для проверки предложенного механизма авторы работы изучили процесс деления раковых клеток человека HeLa. В результате ученым не только удалось получить трехмерные изображения клеток в процессе деления с высоким разрешением, но и проследить за изменением упругих свойств клеточной мембраны.

Измерения показали, что непосредственно перед делением клеточная мембрана становится очень неоднородной по своим механическим свойствам, а среднее значение ее модуля упругости сильно падает. После деления клеток механические свойства мембраны почти возвращаются к своему начальному уровню. Проведенный эксперимент подтвердил уже известные закономерности об изменении упругих свойств раковых клеток в процессе их деления, и таким образом показал, что использование подобной конфигурации атомно-силового микроскопа: очень длинной иголки и наложения двух колебательных частот — крайне перспективно и для других исследований клеточной механики.

Обычно для исследования клеточной динамики используются различные методы оптической микроскопии с повышенным пространственным и временным разрешением. Пространственное разрешение оптических методов обычно не превосходит 1 микрона, зато они дают возможность с помощью флуоресцентных меток исследовать клеточную динамику в небольших живых организмах, например некоторых насекомых.

Источник

Написать нам

Oncopass
  • 117420, Москва, улица Наметкина, 10Б, строение 1
  • +7(495)923-49-93
  • info@oncopass.com
Согласие на обработку персональных данных
Согласие на обработку персональных данных Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года свободно, своей волей и в своем интересе выражаю свое безусловное согласие на обработку моих персональных данных ООО Лаборатория Инновационных Систем (ОГРН:1097746279212, ИНН:7728700459), зарегистрированным в соответствии с законодательством РФ по адресу: 117393, Москва, улица Профсоюзная, 66 (далее по тексту - Оператор). Персональные данные - любая информация, относящаяся к определенному или определяемому на основании такой информации физическому лицу. Настоящее Согласие выдано мною на обработку следующих персональных данных: - Email; - Фамилия; - Имя. Согласие дано Оператору для совершения следующих действий с моими персональными данными с использованием средств автоматизации и/или без использования таких средств: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, обезличивание, передача третьим лицам для указанных ниже целей, а также осуществление любых иных действий, предусмотренных действующим законодательством РФ как неавтоматизированными, так и автоматизированными способами. Данное согласие дается Оператору и третьему лицу(-ам) ООО Интегрум Медиа (ИНН: 7728593126, ОГРН: 5067746346201) для обработки моих персональных данных в следующих целях: - для связи с отправителем сообщения. Настоящее согласие действует до момента его отзыва путем направления соответствующего уведомления на электронный адрес info@linsystems.ru. В случае отзыва мною согласия на обработку персональных данных Оператор вправе продолжить обработку персональных данных без моего согласия при наличии оснований, указанных в пунктах 2 – 11 части 1 статьи 6, части 2 статьи 10 и части 2 статьи 11 Федерального закона №152-ФЗ «О персональных данных» от 27.06.2006 г.
ПРИНИМАЮ
поделиться