MANA entwickelt neuartige „Drycell“-Mikrotröpfchen, um die Handhabung einzelner Zellen zu erleichtern

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3. August 2023, 4:00 Uhr ET

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TSUKUBA, Japan, 3. August 2023 /PRNewswire/ -- Wissenschaftler am Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) haben mikrometergroße „flüssige Murmeln“ entwickelt, die einzelne bis mehrere lebende Zellen einkapseln können und so Einzelzellstudien unterstützen.

Um einzelne Zellen zu analysieren, muss die gewünschte Anzahl von Zellen räumlich isoliert werden. Dies erfordert oft umfangreiche Schulungen und den Einsatz teurer Laborgeräte. MANA-Wissenschaftler haben diese Hürde kürzlich mithilfe der Nanotechnologie überwunden. Sie beschichteten Zellsuspensions-Mikrotröpfchen mit superhydrophoben Nanopartikeln – winzigen Partikeln, die Oberflächen mit außergewöhnlichen wasserabweisenden Eigenschaften besitzen – und schufen kugelförmige Strukturen, sogenannte „Trockenzellen“, mit anpassbaren Größen von einem bis zu mehreren hundert Mikrometern, die gehandhabt und gehandhabt werden können problemlos aufgenommen. Dies erleichtert die Zellauswahl und erleichtert die Einzelzellanalyse erheblich.

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Um dies zu erreichen, besprühte das Forschungsteam suspendierte Zellen von Hand, um einen zellulären „Nebel“ zu erzeugen. Beim Kontakt mit einem vibrierenden Nanopartikelbett wurden die zellenhaltigen Nebeltröpfchen sofort mit superhydrophoben Quarzstaub-Nanopartikeln überzogen und so flüssige, marmorartige Trockenzellen mit einer trockenen, pulverartigen Außenschicht erzeugt, die einen inneren Flüssigkeitskern umgibt. Tatsächlich konnten die Wissenschaftler Trockenzellen mit einem inneren Wassergehalt von >95 % erzeugen, die von einer trockenen Außenschicht umgeben sind. Diese Tröpfchen zeigten einen pulverähnlichen, gleichmäßigen Fluss und konnten leicht mit einer Pinzette aufgenommen werden, ohne Schaden zu nehmen oder die innere Flüssigkeit zu verschütten. Darüber hinaus verhinderten die superhydrophoben Silica-Nanopartikel in der Oberflächenbeschichtung, dass die Tröpfchen verschmelzen.

Durch Sieben konnten die Wissenschaftler die Trockenzellen nach Größe sortieren. Sie waren auch in der Lage, gleichzeitig normale und krebsartige Zellen einzukapseln und in diesen Trockenzellen mehrere Zellkolonien zu erzeugen. Darüber hinaus könnten sie problemlos Flüssigkeiten in diese Tröpfchen einführen und aus ihnen entziehen. Schließlich stellten sie fest, dass durch Zentrifugieren die Nanopartikel von den Zellsuspensionsschichten getrennt werden könnten, was den Prozess wiederverwertbar macht.

„Unsere Methode der Trockenzellenproduktion erleichtert effizient die Zellauswahl, senkt die Hürde für Einzelzellstudien und wird die Zugänglichkeit und Produktivität der Einzelzellanalyse erheblich verbessern“, schlussfolgert Dr. Koichiro Uto, der im Namen der Mitautoren der Studie, Mizuki Tenjimbayashi, spricht und Shota Yamamoto.

Forschungshighlights Bd. 83https://www.nims.go.jp/mana/research/highlights/vol83.html

Höhepunkte der MANA-Forschunghttps://www.nims.go.jp/mana/ebulletin/index.html

SOURCE Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)