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CellSurgeon細(xì)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(xì)胞和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。它可以用于改變細(xì)胞動態(tài)，使某些細(xì)胞器失活或者進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)。CellSurgeon是一款高端設(shè)備，同時具有很強(qiáng)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(xì)胞內(nèi)進(jìn)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(qiáng)大，可以進(jìn)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(xì)胞的操作和切割

。操控細(xì)胞骨架

。對單個細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)

。亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的失活和消融

。細(xì)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(xì)胞成像

。標(biāo)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(xì)胞器到切割單條細(xì)胞骨架，CellSurgeon允許進(jìn)行精確的納米級手術(shù)操作，在切割和消融亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)時不會影響到周圍的結(jié)構(gòu)。

2.細(xì)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(biāo)記細(xì)胞結(jié)構(gòu)的漂白，以及對細(xì)胞內(nèi)機(jī)構(gòu)的光學(xué)刺激。

3.細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是由多細(xì)胞生命體系中的單個細(xì)胞的程序性死亡構(gòu)成。這種單個細(xì)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(xì)胞凋亡可以通過激光消融特定的細(xì)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(rèn)。細(xì)胞凋亡在細(xì)胞終止，自我平衡（通過細(xì)胞分裂和細(xì)胞死亡來保持細(xì)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(xì)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(xì)胞遷移

細(xì)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(xì)胞向特異性位置的協(xié)調(diào)運動。遷移細(xì)胞具有清晰的極性。細(xì)胞骨架聚合（肌動蛋白）與膜流動一起參與到其中。細(xì)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(xì)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(xì)胞外基質(zhì)，細(xì)胞黏連蛋白和肌動蛋白細(xì)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(jìn)行隨時間的激光切割后進(jìn)行時間序列研究，使得細(xì)胞內(nèi)和細(xì)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(xì)胞原生質(zhì)體膜的激光穿孔以使得可以在活細(xì)胞中進(jìn)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(jìn)入細(xì)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(xì)胞受損的風(fēng)險。