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CellSurgeon細胞顯微手術(shù)系統(tǒng)

——德國ROWIAK**的雙光子切割技術(shù)！

CellSurgeon 是一套基于紅外飛秒激光技術(shù)的多維納米切割系統(tǒng)，設(shè)計用來以非接觸的方式，輕柔地操作細胞和細胞結(jié)構(gòu)。它可以用于改變細胞動態(tài)，使某些細胞器失活或者進行細胞轉(zhuǎn)導。CellSurgeon是一款高端設(shè)備，同時具有很強的可定制性，使得以往難以實現(xiàn)和無法想象的研究成為可能。

主要特點一覽

。非接觸多維納米精度切割

。在單個活細胞內(nèi)進行輕柔操作

。多光子共聚焦成像

。極高的精度和高產(chǎn)性

。兼容各種顯微鏡和成像過程

?？捎捎脩舳ㄖ聘鞣N特殊配置

。軟件功能強大，可以進行數(shù)據(jù)分析、

。圖像處理和自動程序操作

應(yīng)用領(lǐng)域

。3D切割

。對單個活細胞的操作和切割

。操控細胞骨架

。對單個細胞進行轉(zhuǎn)導

。亞細胞結(jié)構(gòu)的失活和消融

。細胞動態(tài)研究

。光漂白

。多光子成像

。2D與3D成像

。時間序列實驗

。活細胞成像

。標記與篩選

典型應(yīng)用

1.納米手術(shù)

采用光學技術(shù)從精確敲除單個特定細胞器到切割單條細胞骨架，CellSurgeon允許進行精確的納米級手術(shù)操作，在切割和消融亞細胞結(jié)構(gòu)時不會影響到周圍的結(jié)構(gòu)。

2.細胞操作

CellSurgeon不只是一個納米精確切割設(shè)備。所用激光的能量也可以被用來執(zhí)行對標記細胞結(jié)構(gòu)的漂白，以及對細胞內(nèi)機構(gòu)的光學刺激。

3.細胞凋亡

細胞凋亡是由多細胞生命體系中的單個細胞的程序性死亡構(gòu)成。這種單個細胞的死亡發(fā)生時不會對周圍區(qū)域的結(jié)構(gòu)發(fā)生傷害。細胞凋亡可以通過激光消融特定的細胞組分來誘導，并伴隨了特征性的形態(tài)學變化和步驟，這些變化和步驟需要**的成像方式來觀察和確認。細胞凋亡在細胞終止，自我平衡（通過細胞分裂和細胞死亡來保持細胞數(shù)量恒定）和發(fā)育過程中扮演了重要的角色。我們的手指和腳趾來自于沒有任何凹陷的葉狀組織的細胞凋亡。這些相對緩慢的過程可以由CellSurgeon來獲得和誘導。

4.細胞遷移

細胞遷移是一個包含傷口愈合，免疫反應(yīng)和發(fā)育過程的中心事件。所有這些過程都要求細胞向特異性位置的協(xié)調(diào)運動。遷移細胞具有清晰的極性。細胞骨架聚合（肌動蛋白）與膜流動一起參與到其中。細胞遷移是一個“慢速”的過程。因為在膜附近或者膜上發(fā)生很多的結(jié)構(gòu)變化。CellSurgeon可以用于影響（破壞）細胞骨架結(jié)構(gòu)來研究膜流動中的過程。

5．軸突生長

由生長錐執(zhí)行的神經(jīng)生長具有三個關(guān)鍵的周期性階段。探測，包括由肌動蛋白逆向流和聚合活動共同控制的伸展和回縮。由細胞外基質(zhì)，細胞黏連蛋白和肌動蛋白細胞骨架共同的復雜作用控制的新的伸展部分向基質(zhì)的粘附。并且生長錐的向前增長期間產(chǎn)生的驅(qū)動力，導致神經(jīng)突張力的產(chǎn)生。人們開展了對生長錐的多重結(jié)構(gòu)研究，包括多維成像，重疊和結(jié)構(gòu)的共定位。在進行隨時間的激光切割后進行時間序列研究，使得細胞內(nèi)和細胞外的事件可視化。

6.光學穿孔

一個可能的應(yīng)用是對細胞原生質(zhì)體膜的激光穿孔以使得可以在活細胞中進行DNA，RNA和蛋白的轉(zhuǎn)導。通過將激光聚焦在原生質(zhì)體膜上幾微秒的時間，可以在膜上產(chǎn)生瞬間的小孔，從而核酸與蛋白可以進入細胞。與傳統(tǒng)的病毒質(zhì)粒，化學載體或者電穿孔技術(shù)相比，光學穿孔在很大程度上降低了細胞受損的風險。