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手工制作细胞穿孔仪

来源:欧宝体育加群    发布时间:2024-07-18 00:15:04

  只需重新利用普通打火机的部件,就可以自制新型的细胞穿孔仪!这款名为ElectroPen的电穿孔仪充足表现了“节俭科学”的传统,它可以为学生和研究人员提供昂贵仪器的廉价版本。

  “未来的发展的新趋势是合成生物学:不单是在计算机上编码,而是真正对活细胞进行编码,这样才可以更好地让我们应对疾病、气候平均状态随时间的变化和环境污染等重大挑战。”ElectroPen的联合发起人、美国佐治亚理工学院的生物工程师萨阿德·巴哈姆拉(Saad Bhamla)说。但是,相比于修改计算机代码,编辑细胞基因组需要更多精密设备。因此,巴哈姆拉与当地一所高中的科学课合作了大约2年时间,专门开发廉价版的实验工具,其中就包括电穿孔仪(electroporator)。

  如果需要完成药物反应测试或修改DNA,科学家第一步是要突破细胞膜的保护。电穿孔仪能够最终靠瞬时高功率电流打开细胞膜。生物科学技术公司赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)的产品研究开发总监泽维尔德·莫雷拉特·杜卓(Xavier de Mollerat du Jeu,并未参与这项工具的研发)认为,电穿孔一般是通过瞬时提高细胞膜的通透性,将核酸或蛋白等导入细胞内部。

  标准的电穿孔仪成本高达数千美元,能够最终靠设计好的电路产生科学家所需的电击。不过,还有一种更便宜的方法:通过压电晶体在承受机械应力时会释放电荷,也能实现这一点。在《公共科学图书馆·生物学》(

  斯坦福大学的生物工程师马努·普拉卡什(Manu Prakash,曾经指导过巴哈姆拉,但未参与这项研究)说:“创造性的解决方案几乎就藏在我们的眼皮底下。很多人以前都用过火花点火器,但以截然不同的方式拓展它的用途,这一点很美。”

  ElectroPen可以产生2000伏特的短脉冲并持续5毫秒,而商用设备则能够准确的通过不同的应用场景提供不同的电压和维持的时间。显然,简易的ElectroPen更亲民:只要花几美元,任何人都可以自制一件细胞穿孔仪,以此穿透至少一种类型的细胞。

  杜卓表示:“门槛一定要低,这点非常必要,否则不是任何一个人都可以做那些实验。在我看来,普及细胞穿孔仪是一件好事。”到目前为止,已经有高中生使用ElectroPen修改大肠杆菌的DNA了,他们已成功使大肠杆菌产生了荧光蛋白。

  与此同时,巴哈姆拉已经计划实施下一个“节俭科学”项目了。他说,制造便宜的仪器,“就像给你一部智能手机,把自由发挥的空间都留给了使用者,让他们自己去思考在手机上使用哪些应用。在这里,这在某种程度上预示着让他们自己决定修改什么类型的细胞,追求什么样的挑战。”