智能科普: 新微型電機可將藥物引入特定單細胞
來源:科技日報
發(fā)布時間:2020-02-14
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  以色列理工學(xué)院日前宣布,機械工程院吉拉德·約西凡教授率領(lǐng)的團隊,研發(fā)出一種新型自行微型機器(self-propelling micromachine),能直接將藥物、DNA和化學(xué)物質(zhì)通過電穿孔技術(shù)導(dǎo)入特定的單細胞內(nèi)。相關(guān)研究發(fā)表在近期的《科學(xué)進展》雜志上。
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  微型機器也被稱為“活性顆?!被颉拔⑿碗姍C”,有望成為分析單細胞的納米級工具,它們既可用作基于單細胞的疾病診斷手段,又可用作測試細胞療法的平臺。

  電穿孔(Electroporation)是一種微生物技術(shù),其工作原理是向細胞施加電場從而增加細胞膜的通透性,以便將藥物、DNA或化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)入細胞。通常,電穿孔技術(shù)用于將DNA導(dǎo)入細菌細胞內(nèi)。目前該技術(shù)的局限性是使用時每次均作用于多個細胞,而非針對單個特定細胞。

  此次,約西凡和兩名博士后研究生設(shè)計的自行微型機器打破了電穿孔技術(shù)當(dāng)前的局限性,首次證明了外部電場能不可思議地捕獲和運送單細胞細菌,并能有選擇地對捕獲的細菌細胞實施電穿孔技術(shù)。也就是說,他們實現(xiàn)了將藥物等導(dǎo)入選出的特定單細胞細菌內(nèi)的操作。

  以前的微型電機相對笨重且不易操作,新的微型電機則具有多功能性,能對多個目標(biāo)細胞實施并行微創(chuàng)電穿孔,便攜高效,能夠免除復(fù)雜性和預(yù)先設(shè)計等問題。

  據(jù)悉,約西凡團隊開發(fā)的方法具有通用性,適用于廣范圍的細胞類型和微型電機設(shè)計,以及細菌和金屬介質(zhì)Janus粒子(雙面神粒子,此粒子一半是電導(dǎo)體,另一半是絕緣體)。在針對單細胞細菌的微型電機成功開發(fā)后,約西凡下一步準備將他們的研究擴展到哺乳動物細胞。
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