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CellSurgeon 细胞显微手术系统      
 
 CellSurgeon细胞显微手术系统
                                           ——德国ROWIAK专利
                                                双光子切割技术!
 
CellSurgeon 是一套基于红外飞秒激光技术的多维纳米切割系统,设计用来以非接触的方式,轻柔地操作细胞和细胞结构。它可以用于改变细胞动态,使某些细胞器失活或者进行细胞转导。CellSurgeon是一款高端设备,同时具有很强的可定制性,使得以往难以实现和无法想象的研究成为可能。

 
 

 
非接触多维纳米精度切割

在单个活细胞内进行轻柔操作

多光子共聚焦成像

极高的精度和高产性

兼容各种显微镜和成像过程 
可由用户定制各种特殊配置

软件功能强大,可以进行数据分析、

图像处理和自动程序操作

3D切割

对单个活细胞的操作和切割

操控细胞骨架

对单个细胞进行转导

亚细胞结构的失活和消融

细胞动态研究

光漂白

多光子成像

2D3D成像

时间序列实验

活细胞成像

标记与筛选

典型应用
 
1.纳米手术

采用光学技术从精确敲除单个特定细胞器到切割单条细胞骨架,CellSurgeon允许进行精确的纳米级手术操作,在切割和消融亚细胞结构时不会影响到周围的结构。

 
2.细胞操作

CellSurgeon不只是一个纳米精确切割设备。所用激光的能量也可以被用来执行对标记细胞结构的漂白,以及对细胞内机构的光学刺激。

 
3.细胞凋亡
 
细胞凋亡是由多细胞生命体系中的单个细胞的程序性死亡构成。这种单个细胞的死亡发生时不会对周围区域的结构发生伤害。细胞凋亡可以通过激光消融特定的细胞组分来诱导,并伴随了特征性的形态学变化和步骤,这些变化和步骤需要最佳的成像方式来观察和确认。细胞凋亡在细胞终止,自我平衡(通过细胞分裂和细胞死亡来保持细胞数量恒定)和发育过程中扮演了重要的角色。我们的手指和脚趾来自于没有任何凹陷的叶状组织的细胞凋亡。这些相对缓慢的过程可以由CellSurgeon来获得和诱导。
 
4.细胞迁移
 
细胞迁移是一个包含伤口愈合,免疫反应和发育过程的中心事件。所有这些过程都要求细胞向特异性位置的协调运动。迁移细胞具有清晰的极性。细胞骨架聚合(肌动蛋白)与膜流动一起参与到其中。细胞迁移是一个“慢速”的过程。因为在膜附近或者膜上发生很多的结构变化。CellSurgeon可以用于影响(破坏)细胞骨架结构来研究膜流动中的过程。
 
5.轴突生长

由生长锥执行的神经生长具有三个关键的周期性阶段。探测,包括由肌动蛋白逆向流和聚合活动共同控制的伸展和回缩。由细胞外基质,细胞黏连蛋白和肌动蛋白细胞骨架共同的复杂作用控制的新的伸展部分向基质的粘附。并且生长锥的向前增长期间产生的驱动力,导致神经突张力的产生。人们开展了对生长锥的多重结构研究,包括多维成像,重叠和结构的共定位。在进行随时间的激光切割后进行时间序列研究,使得细胞内和细胞外的事件可视化。

 
6.光学穿孔

一个可能的应用是对细胞原生质体膜的激光穿孔以使得可以在活细胞中进行DNARNA和蛋白的转导。通过将激光聚焦在原生质体膜上几微秒的时间,可以在膜上产生瞬间的小孔,从而核酸与蛋白可以进入细胞。与传统的病毒质粒,化学载体或者电穿孔技术相比,光学穿孔在很大程度上降低了细胞受损的风险。


应用视频
       

相关学科与研究方向

细胞生物学

§ 形态学

 
§ 肿瘤及活细胞功能研究

§ 细胞骨架研究

§ 胞内胞外分泌 

 
§ 细胞周期,有丝分裂
 
神经科学

§ 大脑和神经研究

§ 疾病与药物研究

 
§ 细胞间相互作用   
       发育生物学(胚胎学)

§ 器官,卵母细胞,有机体的发育

§ 斑马鱼,青鳉鱼,果蝇,爪蟾,

   秀丽隐杆线虫及其它模式生物
 
§ 细胞决定,分化和增殖 
 
生物物理学

§ 信号

 
§ 膜蛋白与膜通道研究 
 
转基因

§ 转基因生物研究,如GFP表达

 
§  干细胞研究和治疗性克隆 





       
       

 
   
     
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