研究透视:Cell综述-水凝胶
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中国材料研究学会每日发布新材料最新动态。
下一代组织透明化(optical tissue clearing)方法和水凝胶基组织转化(hydrogel-based tissue transformation)技术,已经逐渐发展成为新兴的生物学系统探测平台。近期,麻省理工学院的Kwanghun Chung等人在Cell发表综述文章,讨论了组织转化和标记技术的基本工程原理,及其广泛的应用、当前的挑战和未来的潜力。
构建组织的物化性质(如光学透明度、分子渗透性、组织尺寸等),同时也能保留细胞和分子的空间背景信息。结合化学/光学工具,在无需切片加工的条件下,即可获得完整组织的3D信息。在组织透明化方法中,具有体积的组织内存在着高含量的脂质,会组织探针和光的渗透,从而影响探测效果。而对于组织转化技术来说,能通过水凝胶-组织融合手段在保证完整组织内细胞、分子空间背景的同时,彻底清除脂质、保证探测效果。
一、水凝胶基组织转化技术及其特性
水凝胶组织转化方法,通过改变组织-凝胶杂化体的物化性质,来高效保留和提取多尺度的生物学信息。两种水凝胶技术:一是生物大分子间固定法,创造交联生物大分子的内部网格结构;二是人工水凝胶法,创造集成了生物大分子的外源性水凝胶网状支架。
二、水凝胶基组织转化技术的优化标准
四种基本性质:探针兼容性、生物分子稳定性、力学韧性、渗透性/透明度。从五个参数层面来进行调节控制。一是固定强度(可从固定时间、化学固定物浓度、温度等方面进行调整),二是脱脂/消化度(可从改变化学试剂、处理时间等方面进行调整),三是单体浓度(影响人工水凝胶性质),四是交联剂浓度,五是引发剂浓度。
三、将水凝胶基方法扩展到体积样品的挑战:如何增加有效扩散、减少组织的特征长度是优化探测效果的关键。
文献链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.07.009
原文链接:https://www.toutiao.com/i6999520489903227428/
本文节选自“高分子科学前沿”,略有删减。
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