物理科技生物学-PHYICA

科学家在光发射光望月卢克谱中研究细菌细胞

纳米技术 2022-02-20 23:58:07

伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学 学分:伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学 一组俄罗斯科学家与国际同行合作,使用了一种新方法,将视觉显微观察和光发射光谱配准相结合,可以用来绘制细胞表面的物理和化学状态图

研究小组研究了大肠杆菌的细胞,这是一种有希望发展类似自然技术的材料

这项研究得到了俄罗斯科学基金会的资助,相关文章发表在《物理学结果》杂志上

基于生物材料的使用,类自然物体研究是一个积极发展的科学领域

除此之外,它还包括基于生物大分子的纳米结构开发技术:脱氧核糖核酸、蛋白质胶囊和结合物以及核蛋白复合物

然而,为了创造这样的结构,科学家们需要了解生物系统作为一个整体是如何运作的,并且还需要有能够实现这样的构造、组成和结构微调的技术

发展这些技术的最佳对象之一是大肠杆菌的细胞

易于在实验室条件下培养的大肠杆菌

这种细菌产生类似铁蛋白的蛋白质,称为Dps。

它们在细胞中的主要功能之一是在蛋白质小球中积累不同的铁化合物(形状固定,大小不超过5纳米)

这种分子可以用一种长而相对昂贵的提取方法,用不同的分离方法获得

或者,E

大肠杆菌细胞本身可以作为一个工厂,用无机核来控制这些蛋白质的生产、形成、运输和分布

然而,铁化合物的物理和化学状态的问题,以及它们在细菌细胞内和它们的表面上的局部原子和电子收缩仍然是公开的

目前还没有通用的直接实验方法,这些方法对于研究生物结构表面上的微粒(例如

g

单元格)

沃罗涅日州立大学的一组科学家和他们的同事(包括伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学的代表)第一个使用光发射电子显微镜(PEEM)方法研究细菌细胞

这使得研究人员可以直观地观察单个的大肠杆菌

并有可能研究它们表面的物理和化学状态

该小组证实,PEEM定性适用于这种类型的研究

“沃罗涅日州立大学的一个小组在俄罗斯科学基金会的支持下,使用了一套高分辨率的研究方法,包括x光耳电子能谱和扫描电子显微镜,证实了所用方法的有效性

该小组展示的结果为PEEM在整合无机纳米粒子的细胞生物成像中的广泛应用带来了希望

换句话说,PEEM可以用来绘制细胞表面的无机包裹体——也就是说,在微观尺度上获得细菌细胞膜上以何种原子和何种状态存在的信息

该项目的负责人谢尔盖·图里什切夫副教授说:“利用国家研究中心库尔恰托夫研究所储存环同步辐射,应用了x射线光电光谱技术。”

“将来,我们计划提高这种方法的分辨能力,以便能够获得关于单细胞表面甚至单细胞上特定区域的精确数据

此外,我们不仅要考虑将这种方法应用于具有相当抗性膜的细菌细胞,还要考虑应用于真核细胞,”谢尔盖·安蒂波夫(Sergey Antipov)评论道,他是波罗的海联邦大学生命科学学院分子生物物理学和生物纳米技术科学组的副教授和负责人

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