Exploring the ultrashort pulse laser parameter space for membrane permeabilisation in mammalian cells.
Exploring the ultrashort pulse laser parameter space for membrane permeabilisation in mammalian cells.
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探索哺乳动物细胞中膜通透性的超短脉冲激光参数空间。
DOI：
10.1038/srep00858
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发表时间：
2012
影响因子：
4.6
通讯作者：
Dholakia, Kishan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rudhall, Andrew P.;Antkowiak, Maciej;Tsampoula, Xanthi;Mazilu, Michael;Metzger, Nikolaus K.;Gunn-Moore, Frank;Dholakia, Kishan
使用超短飞秒脉冲激光来实现膜透化并启动细胞的光注射和转染最近引起了极大的兴趣。我们研究飞秒激光诱导的哺乳动物细胞膜透化作为脉冲持续时间，脉冲能量和脉冲数的函数，通过量化这些参数的光注入效率。根据脉冲持续时间和脉冲能量，我们确定两个不同的膜透化制度。在第一种状态下，在低于至少6 kW的阈值峰值功率时，呈现出3.4-9.6阶的非线性依赖性。 在该阈值峰值功率以上，非线性依赖性饱和，导致线性行为。这表明膜透化机制需要有效的多光子吸收来产生自由电子，但一旦该过程饱和，线性吸收占主导地位。我们的实验结果支持了先前提出的理论模型，并提供了一个步骤，优化激光介导的基因传递到哺乳动物细胞。
The use of ultrashort femtosecond pulsed lasers to effect membrane permeabilisation and initiate both optoinjection and transfection of cells has recently seen immense interest. We investigate femtosecond laser-induced membrane permeabilisation in mammalian cells as a function of pulse duration, pulse energy and number of pulses, by quantifying the efficiency of optoinjection for these parameters. Depending on pulse duration and pulse energy we identify two distinct membrane permeabilisation regimes. In the first regime a nonlinear dependence of order 3.4-9.6 is exhibited below a threshold peak power of at least 6 kW. Above this threshold peak power, the nonlinear dependence is saturated resulting in linear behaviour. This indicates that the membrane permeabilisation mechanism requires efficient multiphoton absorption to produce free electrons but once this process saturates, linear absorption dominates. Our experimental findings support a previously proposed theoretical model and provide a step towards the optimisation of laser-mediated gene delivery into mammalian cells.
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DOI：
10.1364/josab.23.000750
发表时间：
2006-04-01
影响因子：
1.9
作者：
Xu, BW;Gunn, JM;Dantus, M
通讯作者：
Dantus, M
影响因子：
3.4
作者：
Marchington RF;Arita Y;Tsampoula X;Gunn-Moore FJ;Dholakia K
通讯作者：
Dholakia K
影响因子：
3.8
作者：
Shane, Janelle C.;Mazilu, Michael;Dholakia, Kishan
通讯作者：
Dholakia, Kishan
影响因子：
2.8
作者：
Antkowiak, Maciej;Torres-Mapa, Maria Leilani;Dholakia, Kishan
通讯作者：
Dholakia, Kishan
影响因子：
2.1
作者：
Kuetemeyer, K.;Baumgart, J.;Heisterkamp, A.
通讯作者：
Heisterkamp, A.