病毒的感染研究通常是在大量細胞實驗中進行的，般要將許多培養(yǎng)細胞同時暴露于病毒中,，這就使得研究單個病毒侵入事件和研究病毒在單個細胞之間的感染傳播十分困難。

多功能單細胞顯微操作FluidFM技術通過溫和的、微通道和力反饋控制的探針,，將單個病毒粒子突破性的沉積在選定的單個細胞上,，從而實現前·所未有的精確控制,，在單個病毒粒子--單個細胞水平上研究病毒感染,。FluidFM技術可以幫助闡明關于毒性,、病毒復制或宿主免疫應答的基本問題，從而促進新型抗病毒·藥物和疫苗的開發(fā),。

精確放置單個病毒粒子

單個病毒粒子可以被放置在您選擇的細胞上的確切位置

精準注入單個病毒粒子

直接將單個病毒粒子注入定細胞的細胞質或細胞核中

測量生物量的變化

測量細胞硬度的變化和單細胞力譜

對感染細胞進行分離、提取和分析

分離被感染的細胞,，或進行單細胞活細胞提取,，進而進行測序、質譜等分析

觀察和監(jiān)測

通過集成的成像系統(tǒng)和追蹤軟件對細胞進行長時間連續(xù)監(jiān)測

FluidFM技術如何提升您的病毒學實驗,？

1. 在病毒感染方面獲得全新的視角

FluidFM技術為病毒學研究引入了新的實驗可能性,，允許在貼壁細胞培養(yǎng)中控制病毒粒子與您所選擇的細胞進行精準的相互作用,。這為我們提供了全新的視角：

• 細胞進入和感染機制方面；

• 細胞反應,、病毒協(xié)同性和病毒生命周期階段,；

• 增殖，擴散率和細胞間感染方面

  
  

FluidFM操作病毒的工作原理

2. 量化宿主防御和病毒協(xié)同性

通過在細胞上放置定數量的病毒粒子,，宿主細胞對病毒的防御就可以被量化,。因此，可以研究感染概率,、宿主防御的局限性以及病毒粒子之間的合作關系,。

1個病毒粒子通過FluidFM微管的空心懸臂準備放置。圖片由蘇黎世聯(lián)邦理工學院P. Stiefel提供,。

4個病毒粒子沉積在個選定的單細胞上,。圖片由蘇黎世聯(lián)邦理工學院P. Stiefel提供。

3. 監(jiān)測病毒在細胞間傳播

FluidFM技術體機集成了CO₂和溫度控制的活細胞模塊,，同時也集成了成像模塊,。這保證了受感染細胞的細胞培養(yǎng)環(huán)境，并與軟件支持的自動追蹤功能起,，允許長時間觀察受感染或操縱受感染細胞,。這使得我們可以詳細了解病毒感染是如何從宿主細胞傳播到鄰近細胞乃至傳播到其他培養(yǎng)細胞的。

4. 將單個受感染細胞導入正常培養(yǎng)基,，或將單個正常細胞導入處理培養(yǎng)基

輕柔地從貼壁或懸浮培養(yǎng)中取出單個細胞,，以*的精度定位地將其放入另個孔板中，這樣的操作可以充分保證細胞的活力,。使得將單個感染細胞引入健康培養(yǎng)基后的進步研究成為可能,。同樣的方法也可以用于將健康細胞、耐藥細胞或藥物處理后的細胞放置于受感染的培養(yǎng)基中,。

分離單個細胞

5. 單細胞活細胞的提取,，以便進步分析

FluidFM技術可以根據形態(tài)學或熒光標記從培養(yǎng)物中分離出單個細胞。在保持*存活的情況下,，這些感興趣的細胞可以在新的培養(yǎng)皿中擴增,，或進行進步的蛋白質組學或轉錄組學分析。甚至可以進行單細胞活細胞檢測,，如Live-Seq,、TOF等。

6. 從感染的單細胞中獲得單細胞力譜

FluidFM探針集成了力學反饋功能,，允許定量的機械相互作用,，可達pN別的力學分辨率。測量由單個細胞感染引起的生物物理變化，如硬度的變化,，粘附力的變化,，甚至質量的變化。因此,，FluidFM可以將病毒在宿主細胞上引起的形態(tài)變化與機械變化聯(lián)系起來,。

參考文獻：

[1]. Koehler, M., Petitjean, S.J.L., Yang, J., Aravamudhan, P., Somoulay, X., Lo Giudice, C., Poncin, M.A., Dumitru, A.C., Dermody, T.S. & Alsteens, D. Reovirus directly enganges integrin to recruit clathrin for entry into host cells. (2021) Nature communications, 12, 2149.

[2]. J. Yang, J. Park, M. Koehler, J. Simpson, D. Luque, J.M. Rodriguez & D. Alsteens. Rotavirus Binding to Cell Surface Receptors Directly recruiting a-integrin. (2021). Advanced Nanobiomed Research.

[3]. Guillaume-Gentil, O., Rey, T., Kiefer, P., Ibá?ez, A. J., Steinhoff, R., Br?nnimann, R., Dorwling-Carter, L., Zambelli, T., Zenobi, R., & Vorholt, J. A. (2017). Single-Cell Mass Spectrometry of Metabolites Extracted from Live Cells by Fluidic Force Microscopy. Analytical Chemistry, acs.analchem.7b00367.

[4]. Guillaume-Gentil, O., Grindberg, R. V., Kooger, R., DorwlingCarter, L., Martinez, V., Ossola, D., Pilhofer, M., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2016). Tunable Single-Cell Extraction for Molecular Analyses. Cell, 166(2), 506–516.

[5]. Guillaume-Gentil, O., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2014). Isolation of single mammalian cells from adherent cultures by fluidic force microscopy. Lab on a Chip, 14(2), 402–414.

[6]. Guillaume-Gentil, O., Potthoff, E., Ossola, D., D?rig, P., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2013). Force-controlled fluidic injection into single cell nuclei. Small, 9(11), 1904–1907.

[7]. P. Stiefel, F.I. Schmidt, P. D?rig, P. Behr, T. Zambelli, J. A. Vorholt, and J. Mercer. Cooperative Vaccinia Infection Demonstrated at the Single-Cell Level Using FluidFM. Nano Letters, 2012.