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细胞存活率达96% 新型纳米探针平台实现无标记线粒体活检
2025年11月07日 10:06:18
来源：化工仪器网 点击量：4250
南方科技大学联合香港科技大学开发出一种新型自动化多功能纳米探针平台，能够在活细胞内实现高时空分辨率的无标记线粒体提取。
线粒体是细胞中的重要细胞器，负责能量的产生和多种代谢过程，被称为“细胞的动力工厂”。其不仅是能量的生产者，还在细胞的生理功能中扮演着关键角色。它们的功能障碍可能导致多种疾病，包括代谢性疾病和神经退行性疾病等。
传统的线粒体活检通常依赖于荧光标记，不仅易造成光损伤和细胞毒性，还会干扰后续生物学分析。此外，现有细胞内操作技术在精准度、微创性及操作效率方面仍面临诸多挑战。
为此，南方科技大学机械与能源工程系副教授胡程志团队联合香港科技大学助理教授顾红日开发出一种新型自动化多功能纳米探针平台，能够在活细胞内实现高时空分辨率的无标记线粒体提取。相关研究成果以“Label-free robotic mitochondrial biopsy”为题发表于学术期刊 Science Advances。
该纳米探针集成了两个可独立控制的纳米电极，可实时监测线粒体代谢所产生的活性氧/活性氮(ROS/RNS)，从而精确定位目标线粒体，利用介电泳力(DEP)完成线粒体的捕获、操控与提取。
经实验证明，该纳米探针平台具备多项优势：
多功能集成：同一纳米探针兼具传感器与执行器功能，既能检测线粒体，又可实现其捕获与提取；
无标记检测：无需荧光标记，有效避免了光损伤与细胞毒性，为后续多种生物分析提供了便利；
高时空分辨率：作为传感器时，时间分辨率达1 kHz，空间分辨率为1 μm；作为执行器时，空间分辨率为1.8 μm；
低侵入性：纳米探针采用小尺寸尖端设计，结合精准的机器人控制，使细胞操作侵入性极低，细胞存活率高达96%。
此外，研究团队还进一步利用该技术实现了线粒体的细胞间移植，并观察到移植后的线粒体能成功融入受体细胞的线粒体网络。这一成果不仅为探索线粒体功能及相关疾病机制提供有力工具，也为单细胞手术与细胞治疗开辟了新的技术路径。
素材来源：南方科技大学
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