När du arbetar med att låsa upp en cells hemligheter, att samla in och leverera proverna för analys var en väg till förlust. Varje överföring resulterade i färre celler att studera. Detaljerad analys av proteiner, en viktig del av hur celler fungerar, har bara varit möjligt med prover på tusentals till miljoner celler. Nu har forskare utvecklat en robotstyrd bearbetningsplattform som dramatiskt förbättrar analysen samtidigt som antalet celler som behövs med mer än två storleksordningar reduceras.

Den robotstyrda bearbetningsplattformen är nanoPOTS (Nanodroplet Processing in One Pot for Trace Samples). Det gör det möjligt för forskare att identifiera mer än 3, 000 proteiner från så få som 10 celler. Tidigare, forskare skulle ha behövt tusentals celler. Denna analyskraft kan hjälpa till att identifiera nya källor till ren energi. Det kan låsa upp hemligheter för att hålla jordbruket friskt under torka. Till sist, det kan identifiera sjukdomsmarkörer för diabetes och cancer.

Forskare vid EMSL, Environmental Molecular Sciences Laboratory, utvecklat nanoPOTS -plattformen för att minimera provförluster och utöka vetenskapen om bioanalys. Fram till nanoPOTS, processen att samla in prover och leverera dem för analys var en väg med förluster. En del av provet fastnade på var och en av injektionsflaskorna som krävs för att blanda provet med bearbetningsreagenser och till rören som bar det förberedda provet från injektionsflaskan till injektionsflaskan och analysinstrumentet. På grund av dessa förluster, analys som krävs med början på tusentals celler och information gick sedan förlorad om hur cellerna organiserades i det biologiska systemet. Resultatet var en allvarlig begränsning för att använda mätningarna för att lösa energi, miljö, och hälsoproblem.

Den nya nanoPOTS -plattformen använder rutor med mönstrade glas med "nanowells, "tillåter all provbehandling att utföras robotiskt i en droppe mindre än en 10, 000:e tesked. Denna 99,5 procent minskning av nanowells yta (jämfört med ett centrifugrör) resulterar i minimal provförlust och tillåter analys i så lite som en enda cell för att ge specifika resultat. I studien rapporterade i Naturkommunikation , forskare utnyttjade nanoPOTS med hjälp av en ultrakänslig Orbitrap -masspektrometer vid EMSL, en användaranläggning för Department of Energy Office of Science, och arbetade med University of Florida för att identifiera hur proteiner skilde sig mellan en frisk mänsklig bukspottkörtel och en från en person med diabetes.

Lagets förmåga att identifiera cirka 2, 400 proteiner från en enda bit vävnad illustrerar nanoPOTS förmåga att användas för kliniska tillämpningar såväl som andra vetenskapliga studier.