MIT的突破性方法使組織具有可拉伸性和耐用性
美國麻省理工學院(MIT)的研究人員創造了一種名為ELAST的新化學工藝,用於使實驗室環境中使用的組織具有可拉伸、可壓縮、幾乎堅不可摧的特性。如何讓腦部和其他大型組織中的細胞和分子成像更容易,同時又能讓樣本足夠堅韌,在實驗室中經久耐用,一直是全世界生物醫學研究實驗室面臨的挑戰。該團隊的新的化學ELAST工藝是對這一挑戰的一個答案。
麻省理工學院的研究人員表示,他們的工藝為科學家提供了一種快速的方法,可以對大腦、腎臟、肺、心臟和其他器官內的細胞、蛋白質、遺傳物質和其他分子進行熒光標記。這種新工藝可以將組織拉伸或擠壓成很薄的部分,使標記探針能夠更快速地註入到組織中。
演示表明,經過反复的擴張或壓縮以加快貼標速度,組織可以恢復到原始的未改變的形態,除了新的標籤外,其他的組織都可以恢復到原來的形態。ELAST是在一個為期五年的項目中開發出來的,目的是製作出最全面的全人類大腦地圖。這個過程要求能夠在最厚的板塊中標記和掃描每一個精細的細胞和分子細節,以保留三維結構。
這也意味著實驗室必須能夠在數年內保持樣本的完美無缺,即使他們必須快速高效地完成無數輪單獨的標記工作。每一輪的標記都可能包括某一天的特定類型的神經元或下一天的關鍵蛋白,告訴科學家們關於大腦的結構和工作原理的新信息。
該材料的工程化工作歸結為找到一種名為聚丙烯酰胺的凝膠狀化學物質的正確配方。當這種配方注入到組織中時,會導致長長的聚合物鏈的糾纏,而這些聚合物鏈上的鏈接可以滑行,使組織具有結構上的完整性,但彈性更大。組織的細胞和分子會與長的聚合物鏈糾纏在一起,增加了組織承受拉伸或壓迫的能力,在此過程中不會出現撕裂或永久移位。