超高分辨率芯片:一种体外平台,可实现共同培养和3D系统的超高分辨率显微镜

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 显微镜的使用方法

背景情况:

• 在芯片上的器官平台模仿人体生理在体外细胞培养.
• 集成先进的成像,如超分辨率显微镜 (SRM),与这些平台仍然具有挑战性.
• 现有的SRM兼容平台往往缺乏3D共文化功能,或者使用起来很复杂.

研究的目的:

• 开发一个集成的器官在芯片平台,使得复杂的细胞研究超分辨率显微镜.
• 创建一个用户友好的芯片,支持2D和3D共同培养,从膜的两侧进行高分辨率成像.
• 使用开发的平台,研究共同培养的内皮细胞和上皮细胞中的分子变化.

主要方法:

• 开发了Super-Res-Chip:一种3D打印的设备,具有多孔膜,用于细胞共同培养.
• 使用直接随机光学重建显微镜 (dSTORM) 进行分子成像.
• 共同培养的内皮和上皮细胞,包括质母细胞细胞,在2D和3D配置.

主要成果:

• 超分辨率芯片成功实现了膜两侧的超分辨率显微镜 (SRM).
• 在2D和3D培养中实现了高空间分辨率 (20-30nm在xy中,10-20nm直接).
• 对Connexin43分布的分析显示了群集密度的差异,但不是数量,大小或半径的差异.

结论:

• 超级分辨率芯片平台可轻松描述分子级复杂的细胞过程.
• 这项技术提高了复杂的细胞组织的单分子分辨率成像能力.
• 该平台为研究细胞与细胞相互作用和分子动力学在生理学上相关的3D模型中提供了改进的能力.