Новые микророботы позволят манипулировать отдельными клетками

Новый метод позволяет манипулировать отдельными клетками быстрее и эффективнее.

Фото Dan Haves.

Разработанная конструкция представляет собой микроскопическое зубчатое колесо.

Иллюстрация Shuailong Zhang.

Сегодня для работы с отдельными клетками часто используется оптический пинцет. О его устройстве "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали . Напомним, что в этой технологии образец захватывается с помощью давления, оказываемого на нужный объект лазерным лучом.

Впрочем, данный подход, в своё время ставший революционным и недавно принёсший своему создателю Артуру Ашкину Нобелевскую премию по физике, всё же далёк от идеала.

"Традиционные методы, которые используются для манипулирования отдельными клетками при их исследовании с помощью микроскопии, занимают много времени и утомительны. К тому же для их реализации требуется большой опыт", – объясняет Аарон Уилер (Aaron Wheeler) из Университета Торонто, соавтор нового исследования.

Главная же проблема заключается в том, что живые клетки – хрупкий материал. Исследователи постоянно вынуждены считаться с опасностью нажать слишком сильно и разрушить образец.

Для устранения этих недостатков и были созданы новые микророботы.

Впрочем, слово "роботы" не должно вводить в заблуждение. Речь не идёт об устройствах, имеющих бортовой компьютер, аккумуляторы, манипуляторы и так далее. Вся конструкция фактически представляет собой зубчатое колесо менее миллиметра в диаметре. С помощью оптического пинцета исследователь управляет движением такого устройства, заставляя его захватить или высвободить живую клетку.

Разработанная конструкция представляет собой микроскопическое зубчатое колесо.

Колесо полое в центре и имеет разрез с одной стороны. Чтобы захватить клетку, устройство пропускает её через этот разрез в свою внутреннюю полость. Тем самым образец оказывается "в домике". Давление лазерного луча действует на поверхность устройства, а не на хрупкую клетку. Поэтому учёные могут свободнее манипулировать образцами и быстрее перемещать их. Чтобы выпустить клетку наружу, достаточно повернуть колесо так, чтобы она вышла через разрез.

"Способность этих управляемых светом микророботов выполнять неинвазивный и точный контроль, изоляцию и разделение клеток в сложной биологической среде делает их очень мощным инструментом", – утверждает первый автор исследования Шуайлун Чжан (Shuailong Zhang), также из Университета Торонто.

Новинка может использоваться при сортировке клеток и секвенировании РНК. Также с её помощью можно инициировать слияние клеток.

"Эти микророботы недороги и очень просты в использовании, и они [потенциально] имеют широкий спектр применения в науках о жизни и за их пределами", – заключает Уилер.

Научная статья с описанием разработки принята к публикации в журнал PNAS.

Заметим, что учёные и инженеры не впервые создают простые микроскопические устройства, которые приводятся в движение внешним воздействием. Например, недавно "Вести.Наука" писали о роботе-медузе, управляемом с помощью магнитного поля.

Рассказывали мы и о других миниатюрных машинах, например, об электростанции, работающей в кровеносном сосуде.