Ao trabalhar para desvendar os segredos de uma célula, coletar e entregar as amostras para análise era um caminho de perda. Cada transferência resultou em menos células para estudar. Análise detalhada de proteínas, uma parte vital de como as células funcionam, só foi possível com amostras de milhares a milhões de células. Agora, os cientistas desenvolveram uma plataforma de processamento controlada por robôs que melhora drasticamente a análise enquanto reduz o número de células necessárias em mais de duas ordens de magnitude.

A plataforma de processamento controlada por robôs é nanoPOTS (Nanodroplet Processing in One Pot for Trace Samples). Ele permite que os cientistas identifiquem mais de 3, 000 proteínas de apenas 10 células. Anteriormente, os cientistas precisariam de milhares de células. Este poder de análise pode ajudar a identificar novas fontes de energia limpa. Isso pode revelar segredos para manter a agricultura saudável durante as secas. Finalmente, poderia identificar marcadores de doenças para diabetes e câncer.

Cientistas da EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, desenvolveu a plataforma nanoPOTS para minimizar perdas de amostra e expandir a ciência da bioanálise. Até nanoPOTS, o processo de coleta de amostras e entrega para análise foi um caminho de perdas. Uma porção da amostra grudou em cada um dos frascos necessários para misturar a amostra com os reagentes de processamento e nos tubos que transportavam a amostra preparada de frasco para frasco e o instrumento de análise. Por causa dessas perdas, a análise exigia começando com milhares de células e, então, perdia-se a informação sobre como as células eram organizadas no sistema biológico. O resultado foi uma limitação severa no uso das medições para resolver a energia, de Meio Ambiente, e problemas de saúde.

A nova plataforma nanoPOTS usa lâminas de vidro padronizadas com "nanopoços, "permitindo que todo o processamento da amostra seja realizado roboticamente em uma gota menor que um 10, 000º de uma colher de chá. Esta redução de 99,5 por cento na área de superfície dos nanopoços (em comparação com um tubo de centrífuga) resulta em perda mínima de amostra e permite a análise em apenas uma única célula para produzir resultados específicos. No estudo relatado em Nature Communications , cientistas aproveitaram nanoPOTS usando um espectrômetro de massa Orbitrap ultrassensível no EMSL, uma instalação de usuário do Departamento de Energia do Escritório de Ciências, e trabalhou com a Universidade da Flórida para identificar como as proteínas diferiam entre um pâncreas humano saudável e um de uma pessoa com diabetes.

A capacidade da equipe de identificar aproximadamente 2, 400 proteínas de uma única fatia de tecido ilustram a capacidade dos nanoPOTS de serem usados ​​para aplicações clínicas, bem como outros estudos científicos.