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BESSY II的x光显微破解游戏盒子大全镜:纳米粒子可以改变细胞

纳米技术 2022-02-27 23:58:13

德国亥姆霍兹研究中心协会 具有不同细胞器的细胞的三维结构:线粒体(绿色)、溶酶体(紫色)、多泡体(红色)、内质网(奶油色)

信用:布尔库开普苏鲁/HZB 纳米粒子很容易进入细胞

BESSY II的高分辨率三维显微图像首次展示了关于它们是如何分布的以及它们在那里做什么的新见解

例如,某些纳米粒子优先积聚在细胞的某些细胞器中

这会增加电池的能量成本

“细胞看起来像刚刚跑完马拉松,显然,细胞需要能量来吸收这样的纳米粒子,”第一作者詹姆斯·麦克纳利说

如今,纳米粒子不仅出现在化妆品中,而且无处不在:空气中、水中、土壤中和食物中

因为它们很小,很容易进入我们身体的细胞

这对于医学应用也是有意义的

涂有活性成分的纳米粒子可以被特别引入细胞,例如用来破坏癌细胞

然而,关于纳米粒子如何在细胞中分布,它们在那里做什么,以及这些效应如何取决于它们的大小和涂层,仍有许多要了解的

新的见解来自贝西第二大学的一项研究

格德·施耐德的团队可以用柔和、强烈的x光拍摄x光显微图像

由HZB生物物理学家Dr

詹姆斯·麦克纳利研究了带有不同涂层纳米粒子的细胞

这些纳米颗粒大小完全相同,但是涂有不同的活性成分

施耐德强调说:“x光显微镜比光学显微镜有更高的分辨率,比电子显微镜有更好的视野。”

研究小组首次获得了经过纳米粒子处理的细胞的完整的三维高分辨率图像,这些细胞中含有细胞器:包括脂滴、线粒体、多泡体和内体

脂滴在细胞中充当能量储存体,而线粒体代谢这种能量

对图像的分析表明:纳米粒子优先在细胞器的一个子集中积累,并且以牺牲其他细胞器为代价改变某些细胞器的数量

不管纳米粒子涂层如何,细胞器数量的变化都是相似的,这表明许多不同种类的纳米粒子涂层可以诱导相似的效果

为了评估这种效应的普遍性,必须对其他纳米粒子涂层和其他细胞类型进行进一步的研究

麦克纳利解释说:“x光显微镜让我们可以看到整个细胞,所以我们第一次能够观察到这种行为。”

“我们发现,这种纳米粒子的吸收增加了线粒体和内体的数量,而其他细胞器,即脂滴和多泡体,减少了,”为博士学位进行实验的伯克苏说

麦克纳利说:“当我们进行饥饿饮食或跑马拉松时,我们看到细胞中类似的变化——即线粒体增加,脂滴减少。”

“显然,细胞吸收纳米粒子需要能量,细胞感觉就像刚刚跑完一场马拉松

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