Nanopipety - większym dostępem do komórki?
Izabela Klauza | 2007-04-15
Do odmierzania oraz do przenoszenia cieczy służą od dawna pipety (jak np. pierwsze - pipety Pasteura), od niedawna natomiast została zniesiona różnica między technologią mikro a światem organicznym w postaci nano. Wyprodukowano końcówki do pipet rzędu nanowielkości. Nie ma już takiej bariery, aby rzeczy wielkości rzędu nano nie były "mierzalne".
Nanokońcówki do pipet opracował zespół naukowców z Drexel’s Department of Electrical and Computer Engineering oraz Department of Materials Science and Engineering pod kierownictwem dr Adama Fantecchio i Gennady Friedman. Wyniki zostały opublikowane w marcowym numerze Applied Physics Letters.
Dotychczas pipety mogły być wprowadzane do komórek jednak z pewnymi ograniczeniami. Jednakże wstrzykniecie nie mogło być dokładnie sprecyzowane np. na poziomie organellum. Naukowcy opracowali węglowe pipety zakończone nanorurką (carbon nanotube tipped pipetts- CNT’s), których zaletą jest ich nanowielkość, czyli mogą być kierowane z dużą precyzją do pożądanych organelli czy regionów w obrębie komórki. Takie rozwiązanie jest też użyteczne w przenoszeniu płynów ustrojowych do i z pipety, właśnie za pomocą CTN.
Droga produkcji na dużą skalę nie jest jeszcze na zaawansowanym etapie i ciągle jest dopracowywana, natomiast pierwsze próby podjęcia takiej produkcji przyniosły sukces. Wykorzystano metodę naparowania próżniowego. Jest to jedna z metod służąca do uzyskania bardzo cienkich warstw- odparowanie następuje za pomocą zewnętrznej wiązki elektronowej. Ogólną zasadą metody jest transfer atomów aluminium (w tym przypadku) ze źródła parowania do elementu pokrywanego, gdzie następuje formowanie i wzrost danej warstwy. Jest to jak na razie jedyny sposób stworzenia CNT, wymaga on jeszcze dopracowania i adaptacji do warunków produkcyjnych.
Kierownik zespołu - dr Adam Fantecchio twierdzi, że takiego typu zakończenie pipety (tak małego rzędu wielkości) może pozwolić na ulepszenie sekwencjonowania DNA in situ (czyli bezpośrednio w komórce). Przede wszystkim dlatego, że sekwencja DNA może być analizowana wewnątrz komórki, omijając tym samym proces izolacji DNA, podczas którego może dojść np. do uszkodzenia lub rozerwania DNA. Wprowadzenie dodatkowego etapu, jakim jest izolacja może niekorzystnie wpłynąć na wyniki końcowe, lub je całkowicie zafałszować.
CNT daje nam szanse na wprowadzenia pożądanej substancji (np. leku) już nie do komórki, ale do konkretnego regionu w komórce czy nawet organellum. Dzięki takiemu wyposażeniu możemy nie tylko wprowadzać lek do odpowiedniego miejsca w komórce, ale i obserwować jakie procesu zachodzą na tle całej komórki (oraz zespołu komórek) po wstrzyknięciu substancji potencjalnie powodującej wywołanie pożądanej reakcji.
Ponadto pipety z końcówkami CNT mogą wprowadzać do konkretnego regionu w komórce bardzo małe ilości leku (lub innej substancji), potrzebne do zaobserwowania reakcji. Pipety stworzone przez grupę naukowców w Drexel są również nad wyraz wytrzymałe. Mogą się przebić nawet przez wiele błon, np. nerki. Ponadto użycie pipety nanowielkości nie wpływa na deformacje komórki, co jest niezbędnym założeniem podczas procesów in situ.
Oczywiście produkcja na skalę przemysłową CTN jest ciągle w trakcie procesu, ale będzie to niewątpliwie duży krok w udoskonalaniu sekwencjonowaniu DNA in situ czy też transferze leków, w odpowiednio małych ilościach, do pożądanych miejscach w komórce lub bezpośrednio do organelli.
Źródło: Science Daily: Nanotube-Tipped Probe Considered Vital For Cell Treatment