光激活纳米复合材料薄板用于高吞吐量无接触生物分子输送到难以转移的细胞中

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 高通量细胞内输送对于各种生物应用是必不可少的.
• 现有的方法往往面临吞吐量限制或需要物理接触.
• 有效和可行的将宏分子输入细胞仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 开发一种光激活的,无接触的,高通量光穿孔方法,以实现高效的细胞转染.
• 通过使用开发的平台,演示多种生物分子的传递到各种细胞类型.
• 为了实现高的传染效率和细胞活力.

主要方法:

• 在聚甲基 (PDMS) 纳米复合材料板中制造减少的氧化石墨烯 (rGO) 纳米片.
• 使用红外 (980nm) 纳秒脉冲激光暴露来诱导光热效应.
• 使用rGO产生的光热气泡用于细胞膜变形和生物分子传递.

主要成果:

• 成功地将从小染料 (PI) 到大酶 (465 kDa) 的分子输入多个细胞系 (L929,N2a,HeLa,NiH3T3,HuH7).
• 在HuH7细胞中实现了大约97%的转染效率和98%的细胞活力,用于酶输送.
• 证明了高吞吐量,在一分钟内传染超过一百万个细胞.

结论:

• 开发的基于rGO的光穿孔是一种高效,无接触,高吞吐量的细胞内输送方法.
• 这项技术提供了一种多功能工具,可以在不同类型的细胞中提供各种生物分子,包括难以转移的细胞.
• 该方法由于其效率,安全性和可扩展性,显示出在诊断和细胞疗法中应用的巨大潜力.