美國加利福尼亞大學(xué)圣克魯茲分校（UCSC）研究人員開發(fā)出一種機(jī)器人式的“納米生物間諜”系統(tǒng)，能從單個活細(xì)胞內(nèi)提取出微量樣本，進(jìn)行RNA或DNA測序，而不會殺死細(xì)胞。研究人員表示，這種單細(xì)胞“納米生物間諜”技術(shù)是一種了解活細(xì)胞內(nèi)部動態(tài)過程的有力工具。

“我們能從活細(xì)胞中拿走一個‘生物間諜’，再把它送回該細(xì)胞，在幾天內(nèi)這樣重復(fù)多次而不會殺死細(xì)胞。如果用其他技術(shù)，你不得不犧牲這個細(xì)胞才能分析它。”該生物傳感與生物電技術(shù)小組負(fù)責(zé)人、UCSC巴斯金工程學(xué)院生物分子工程教授內(nèi)德·波曼德說。

“納米生物間諜”平臺是研究小組用納米吸液管開發(fā)的設(shè)備。納米吸液管是一種小玻璃管，取液端越來越細(xì)，至直徑僅50到100納米。波曼德說：“我能在實驗室造出納米吸液管，這不需要昂貴的納米制造設(shè)備。但要進(jìn)入一個細(xì)胞，問題是即使在高倍顯微鏡下，你也看不見吸液管，不知道它偏離了細(xì)胞有多遠(yuǎn)。”

實驗室博士后研究員亞當(dāng)·賽格爾解決了這一問題。他基于在一臺改造過的掃描離子電導(dǎo)顯微鏡（SICM），開發(fā)出一種反饋控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能利用通過納米吸液管的離子流作為反饋信號，在接近細(xì)胞表面時探測其中的液滴。在進(jìn)入細(xì)胞之前，一種自動控制系統(tǒng)能定位它在細(xì)胞上面的位置，然后很快插入穿透細(xì)胞膜，通過操控電壓有控制地提取一小點細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。由于吸液管極精細(xì)，對細(xì)胞造成的損害極微小。

研究小組用這種系統(tǒng)從活細(xì)胞中提取的微量細(xì)胞物質(zhì)，估計只有50毫微微升（千萬億分之一升），約一個人體細(xì)胞百分之一的量。他們從單個人體癌細(xì)胞中提取物質(zhì)并進(jìn)行RNA測序，還從人類成纖維細(xì)胞中提取了線粒體并對其進(jìn)行了DNA測序。“人們已經(jīng)知道，線粒體和多種神經(jīng)退化疾病有關(guān)。該技術(shù)可用于深入揭示線粒體基因組變異的重要性。”波曼德說。