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Singola particella che tiene la carreggiata nella biologia

tenere la carreggiata della Unico particella (SPT) è una tecnica in rapido sviluppo nella biologia cellulare. Questa tecnica è stata usata per definire la dinamica della diffusione delle nanoparticelle e delle biomolecole, con l'uso delle sonde fluorescenti e della microscopia fluorescente.

Da KPWangkanontCredito di immagine: KPWangkanont/Shutterstock

Principio

In SPT, la sonda è fissata alla molecola di interesse, quali un organello, il virus, o un ricevitore osservare le diverse caratteristiche della molecola.

Le molecole possono interagire casualmente con altre molecole o strutture cellulari, che aiuta nella distinzione dei trattamenti stocastici vari di una molecola.

Metodi tenenti la carreggiata di SPT

La rilevazione della particella può essere effettuata con il metodo tenere la carreggiata manuale ed automatico. Il metodo manuale è ad alto contenuto di manodopera ed è a volte difficile dove i grandi gruppi di dati sono richiesti.

In questa situazione, i programmi di SPT sono usati per generare gli algoritmi automatizzati per la rilevazione ed il collegamento della particella. Le sonde fluorescenti differenti che sono utilizzate in SPT sono descritte qui sotto.

Punti di Quantum

I punti di Quantum sono considerati sonde fluorescenti efficienti poichè sono più photostable di altre tinture e sonde organiche. Ciò opera loro una scelta ideale per gli esperimenti a lungo termine di SPT e le applicazioni in tensione delle cellule.

Proteine fluorescenti

Sebbene le proteine fluorescenti siano rese altamente specifiche dall'ingegneria genetica, sono più grandi e meno photostable confrontate ai fluorophores organici della piccolo-molecola.

Fluorophores organici della piccolo-molecola

I fluorophores organici della piccolo-molecola sono preparati dal contrassegno chimico delle proteine o fisicamente incorporandole nella molecola dell'obiettivo.

Fluorophores organici della piccolo-molecola

Le nanoparticelle dell'oro hanno una dimensione delle piccole particelle variare da due a 100 nanometro e non mostrano citotossicità. Video i forti beni leggeri di scattering alla lunghezza d'onda di risonanza del plasmon.

Altre sonde fluorescenti

Oltre a questi, molte sonde fluorescenti sono state sviluppate facendo uso delle nanoparticelle. Un esempio di una tal sonda è nanotubes unico murati del carbonio (SWNT).

SWNTs è più stabile (chimicamente e photophysically) che i fluorophores organici. Un'altra sonda è il nanodiamond fluorescente (FND) che è estremamente utilmente per in vivo la rappresentazione.

Il vantaggio di FND è che sono non tossici e photostable e le loro superfici possono essere modificate per aggiungere i gruppi funzionali differenti per ampliare la loro applicazione sopra un'ampia regione spettrale.

Tenere la carreggiata procedura in SPT

Il vantaggio principale dei punti di quantum, le nanoparticelle dell'oro e FNDs sono che sono resistenti a photobleaching.

La procedura tenente la carreggiata comprende la rilevazione di singole particelle e la ricostruzione della traiettoria della particella ad ogni fotogramma per quantificazione del movimento molecolare. I parametri importanti sono il tempo di coefficiente di diffusione, il tempo di relegazione e tempo di abitazione.

Limitazioni dello SPT

Alcune delle emissioni vedute durante la ricostruzione della traiettoria della particella sono l'aspetto di singola traiettoria come traiettorie spezzettate e la rilevazione di altra sonda sulle celle non-transfected.

Tuttavia, questi problemi possono essere limitati usando le sonde di densità bassa della particella e degli algoritmi manuali parziali per la riconnessione.

Applicazioni dello SPT

Analizzare attività cellulare

Lo SPT è stato usato per capire le varie attività nelle celle viventi quale l'atto terapeutico delle droghe anticancro, della consegna della droga, del unico virus che tengono la carreggiata, dello studio del mRNA, dello studio sul endocytosis e sull'esocitosi e dello studio sul trasporto del ricevitore della membrana.

Per esempio, lo SPT è stato utilizzato con successo nella comprensione la via e del meccanismo del trasporto dei recettori adrenergici in tempo reale in singole celle viventi.

Virologia

Egualmente sono stati usati con successo per studiare i vari virus quali il HIV e la febbre rompiossa. Facendo uso di microscopia fluorescente in tempo reale e delle sonde fluorescenti lipofiliche, è stato dimostrato che il virus di febbre rompiossa ha registrato le celle con il traffico endocytic clathrin-mediato.

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Last Updated: Oct 3, 2018

Deepthi Sathyajith

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Deepthi Sathyajith

Deepthi spent much of her early career working as a post-doctoral researcher in the field of pharmacognosy. She began her career in pharmacovigilance, where she worked on many global projects with some of the world's leading pharmaceutical companies. Deepthi is now a consultant scientific writer for a large pharmaceutical company and occasionally works with News-Medical, applying her expertise to a wide range of life sciences subjects.

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