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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(dǎo)。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(dǎo)

。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

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。標記與篩選

典型應(yīng)用

1.納米手術(shù)

采用光學(xué)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(xué)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(dǎo)，并伴隨了特征性的形態(tài)學(xué)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(dǎo)。

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(fù)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)。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(xué)載體或者電穿孔技術(shù)相比，光學(xué)穿孔在很大程度上降低了細胞受損的風險。