[發(fā)明專利]一種基于超微電滲流調(diào)控的細胞膜振動檢測方法

在審

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• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN112014429A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 錢若燦;陳斌斌;呂鍵
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發(fā)明提供一種基于超微電滲流調(diào)控的細胞膜振動檢測方法，通過石英納米管內(nèi)電滲流調(diào)控引起的細胞膜振動頻率來區(qū)分不同細胞以及同種細胞的不同狀態(tài)，所述石英納米管的尖端尺寸為50nm?300nm。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的細胞膜監(jiān)測耗時、操作困難等缺點，通過石英納米管直接從單個活細胞膜表面的特定位置進行監(jiān)測，在電極端施加的電壓可以精確地控制石英納米管尖端產(chǎn)生的電滲流，電滲流可以驅(qū)動細胞膜振動，對單個細胞水平的細胞膜生物物理學有更全面的了解。該方法為同時分析單個活細胞的局部和全局膜振動提供了一種簡單且可靠的方法，且損傷小，為藥物、疾病或細胞結(jié)構(gòu)突變的量化提供了工具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細胞成像技術(shù)，更具體的說，涉及一種基于超微電滲流調(diào)控技術(shù)來檢測細胞膜振動的方法。

背景技術(shù)

細胞膜，又稱質(zhì)膜，是指包圍在細胞表面的一層極薄的膜，主要由磷脂和膜蛋白所組成。細胞膜的基本作用是維護細胞內(nèi)微環(huán)境的相對穩(wěn)定，并參與同外界環(huán)境進行物質(zhì)交換、能量和信息傳遞。另外，在細胞的生存、生長、分裂、分化中起重要作用。細胞膜不僅是細胞的邊界，也是許多蛋白和聚糖的表達平臺，用于調(diào)節(jié)細胞通訊、代謝和運輸?shù)榷喾N細胞必需功能。細胞膜由脂質(zhì)雙分子層組成，可以發(fā)生振動和變形，這對細胞形狀的調(diào)節(jié)至關(guān)重要。膜振動在細胞行為中起著重要作用，是反映細胞生理狀態(tài)的關(guān)鍵因素。然而，以往對細胞力學性能的研究通常需要復雜的設備或者需要通過外源修飾進行間接研究。

傳統(tǒng)的膜片鉗測量方法：當開口石英電極觸碰到細胞膜的時候，其開孔端與細胞膜共同形成一個極小的封接區(qū)域，使得這個封接的區(qū)域與周圍環(huán)境隔離，并對該區(qū)域的離子電流進行監(jiān)測，傳統(tǒng)的細胞膜具有監(jiān)測耗時、操作困難等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種無需使用任何外部標記，僅利用石英納米管對細胞膜的振動進行精準測量的基于超微電滲流調(diào)控的細胞膜振動檢測方法。

本發(fā)明的第二個目的在于，提供石英納米管在監(jiān)測細胞膜中的應用。

為了實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明提供了一種基于超微電滲流調(diào)控的細胞膜振動檢測方法，其特征在于，通過石英納米管內(nèi)電滲流調(diào)控引起的細胞膜振動頻率來區(qū)分不同細胞以及同種細胞的不同狀態(tài)，所述石英納米管的尖端尺寸為50nm-300nm。

作為一個優(yōu)選方案，檢測中電路通過以下方式形成：將銀絲在氯化鐵溶液中浸泡過夜，浸泡過后的電極，一根Ag/AgCl浸入石英納米管內(nèi)部溶液，另一根Ag/AgCl電極浸入細胞培養(yǎng)液中。

作為一個優(yōu)選方案，所述石英納米管通過激光拉制儀P-2000拉制，儀器參數(shù)具體設置如下：Line 1:Heat 650,Fil 3,Vel 35,Del 145,Pul 75；Line 2:Heat 920,Fil 2,Vel 15,Del 128,Pul 200。

作為一個優(yōu)選方案，所述石英納米管的尖端尺寸為100nm。

為了實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明提供了石英納米管在監(jiān)測細胞膜中的應用，其特征在于，通過石英納米管內(nèi)電滲流調(diào)控引起的細胞膜振動頻率來區(qū)分不同細胞以及同種細胞的不同狀態(tài)，所述石英納米管的尖端尺寸為50nm-300nm。

本發(fā)明選取兩種細胞：人體乳腺癌細胞(MCF-7)和宮頸癌細胞(HeLa)，貼壁培養(yǎng)過夜。利用納米管對MCF-7細胞和HeLa細胞的細胞膜精準測量，并在電極兩端調(diào)節(jié)電壓引起細胞膜振動。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明公開了一種基于石英納米孔道的細胞膜振動頻率檢測方法，無需使用任何外部標記，克服了傳統(tǒng)的細胞膜監(jiān)測耗時、操作困難等缺點，通過石英納米管直接從單個活細胞膜表面的特定位置進行監(jiān)測，在電極端施加的電壓可以精確地控制石英納米管尖端產(chǎn)生的電滲流，電滲流可以驅(qū)動細胞膜振動，對單個細胞水平的細胞膜生物物理學有更全面的了解。該方法為同時分析單個活細胞的局部和全局膜振動提供了一種簡單且可靠的方法，且損傷小，為藥物、疾病或細胞結(jié)構(gòu)突變的量化提供了工具。