细胞有多重？“细胞天平”告诉你

据国外媒体报道，从蚯蚓到向日葵，从细菌到人类，几乎所有的生物都是由细胞组成的。自从发现细胞结构以来，科学家们就对这些生物的基本单位感兴趣，并揭示了许多细胞的秘密。然而，直到今天，科学家们还没有找到一种合适的方法来测量活细胞的重量以及如何实时研究细胞的变化。

一种新的高分辨率细胞天平

苏黎世理工学院的丹尼尔·米勒教授是一位生物物理学家。他的研究团队与巴塞尔大学和伦敦大学学院的研究人员合作开发了一种新的细胞平衡。这项新技术不仅使他们能够在很短的时间内测量活细胞的重量，还能监测细胞重量随时间的变化。据报道，这种细胞平衡的精确度可以达到毫秒和万亿分之一克。

在研究中，细胞在受控的细胞培养皿中称重，测得的重量约为2至3纳克。天平的称重臂是一个透明的硅悬臂，像晶片一样薄，上面覆盖着纤连蛋白，可以放在培养皿的底部，轻轻推动，拾取单个细胞。这个细胞将挂在这个微小悬臂的底部，这样科学家就可以称它的重量。

称重时观察细胞活性。

细胞天平的微型悬臂的一端是固定的，发射脉冲蓝色激光使悬臂轻微振动。在悬臂的另一端，还有一个红外激光器来测量细胞悬浮前后的振荡。细胞重量可以通过计算两次振荡之间的差异来获得。

在整个测量过程中，我们可以在电脑屏幕上看到细胞重量变化的曲线。通过这种方法，科学家可以在一段时间内监测细胞的重量动态，无论是毫秒还是天。将包括细胞培养皿在内的整个细胞天平直接放在高倍荧光显微镜的载物台上，以便在测量时可以观察和拍摄细胞内的活性。

活细胞重量的变化

通过这项新技术，科学家可以跟踪细胞周期和细胞分裂过程中细胞重量的变化，以及不同培养基质对细胞重量的影响，甚至了解细胞被病毒入侵时会发生什么。研究小组对这些问题进行了许多实验。

细胞平衡的主要发明者大卫·马丁内斯-马丁内斯-马丁说，在这项研究中特别令人关注的一个观察结果是“我们发现活细胞的重量持续波动约1%至4%，或者它们调整了它们的总重量。”

研究人员排除了测量误差，并证明细胞只有在死亡时才会停止这种持续的重量变化。毫无疑问，研究人员对这些结果非常兴奋，他们观察到的现象是前所未有的。

对细胞平衡的兴趣

当苏黎世理工学院的科学家报道新的细胞平衡时，许多科学家表示了极大的兴趣。细胞重量是一个非常重要的细胞生理指标，因此生物学家非常关注这一领域的研究。医药领域的研究人员也可以使用这项技术来观察细胞的病理变化以及药物如何影响细胞生长。

出乎意料的是，材料科学家也对细胞尺度感兴趣。“对他们来说，这与纳米粒子的功能有关——换句话说，它正在改变非常小的粒子的表面状态，”马丁内斯-马丁说。

目前，研究人员已经获得这项技术的专利，他们的研究成果也发表在最近的《自然》杂志上。不同学科的科学家可能很快就能利用这种新的细胞平衡来帮助解决各种科学问题。瑞士纳米表面公司已经获得专利许可，并准备开始生产这种新型设备。