Ny teknologi identificerer konsekvent proteiner fra et dusin celler

Når du arbejder med at låse op for en celles hemmeligheder, indsamling og levering af prøverne til analyse var en tab af vej. Hver overførsel resulterede i færre celler at studere. Detaljeret analyse af proteiner, en vital del af, hvordan celler fungerer, har kun været muligt med prøver på tusinder til millioner af celler. Nu har forskere udviklet en robotstyret behandlingsplatform, der dramatisk forbedrer analysen og samtidig reducerer antallet af nødvendige celler med mere end to størrelsesordener.

Den robotstyret behandlingsplatform er nanoPOTS (Nanodroplet Processing in One Pot for Trace Samples). Det gør det muligt for forskere at identificere mere end 3, 000 proteiner fra så få som 10 celler. Tidligere har videnskabsmænd ville have brug for tusindvis af celler. Denne analysekraft kunne hjælpe med at identificere nye kilder til ren energi. Det kunne låse op for hemmeligheder til at holde landbruget sundt under tørke. Endelig, det kunne udpege sygdomsmarkører for diabetes og kræft.

Forskere ved EMSL, det miljømolekylære laboratorium, udviklet nanoPOTS-platformen for at minimere prøvetab og udvide videnskaben om bioanalyse. Indtil nanoPOTS, processen med at indsamle prøver og levere dem til analyse var en vej til tab. En del af prøven klæbet til hvert af de hætteglas, der var nødvendige for at blande prøven med behandlingsreagenser, og til de rør, der bar den forberedte prøve fra hætteglas til hætteglas og analyseinstrumentet. På grund af disse tab, analyse krævet begyndende med tusindvis af celler, og information gik derefter tabt om, hvordan cellerne var organiseret i det biologiske system. Resultatet var en alvorlig begrænsning af at bruge målingerne til at løse energi, miljø, og helbredsproblemer.

Den nye nanoPOTS -platform bruger mønstrede glasskiver med "nanowells, "tillader al prøvebehandling at blive udført robotisk i en dråbe mindre end en 10, 000. af en teskefuld. Denne reduktion på 99,5 procent i overfladen af ​​nanowellene (sammenlignet med et centrifugerør) resulterer i minimalt prøvetab og tillader analyse i så lidt som en enkelt celle for at give specifikke resultater. I undersøgelsen rapporteret i Naturkommunikation , forskere udnyttede nanoPOTS ved hjælp af et ultrafølsomt Orbitrap massespektrometer på EMSL, en Department of Energy Office of Science brugerfacilitet, og arbejdede sammen med University of Florida for at identificere, hvordan proteiner adskilte sig mellem en sund menneskelig bugspytkirtel og en fra en person med diabetes.

Teamets evne til at identificere ca. 2, 400 proteiner fra en enkelt skive væv illustrerer nanoPOTS' evne til at blive brugt til kliniske anvendelser såvel som andre videnskabelige undersøgelser.