新微型电机可将药物引入特定单细胞

来源: 科技日报 / 作者: 2020-02-13
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科技日报特拉维夫市 2 月 11 日电 (记者毛黎)以色列理工学院日前宣布,机械工程院吉拉德 · 约西凡教授率领的团队,研发出一种新型自行微型机器(self-propelling micromachine),能直接将药物、DNA 和化学物质通过电穿孔技术导入特定的单细胞内。相关研究发表在近期的《科学进展》杂志上。

微型机器也被称为 “活性颗粒” 或“微型电机”,有望成为分析单细胞的纳米级工具,它们既可用作基于单细胞的疾病诊断手段,又可用作测试细胞疗法的平台。

电穿孔(Electroporation)是一种微生物技术,其工作原理是向细胞施加电场从而增加细胞膜的通透性,以便将药物、DNA 或化学物质导入细胞。通常,电穿孔技术用于将 DNA 导入细菌细胞内。目前该技术的局限性是使用时每次均作用于多个细胞,而非针对单个特定细胞。

此次,约西凡和两名博士后研究生设计的自行微型机器打破了电穿孔技术当前的局限性,首次证明了外部电场能不可思议地捕获和运送单细胞细菌,并能有选择地对捕获的细菌细胞实施电穿孔技术。也就是说,他们实现了将药物等导入选出的特定单细胞细菌内的操作。

以前的微型电机相对笨重且不易操作,新的微型电机则具有多功能性,能对多个目标细胞实施并行微创电穿孔,便携高效,能够免除复杂性和预先设计等问题。

据悉,约西凡团队开发的方法具有通用性,适用于广范围的细胞类型和微型电机设计,以及细菌和金属介质 Janus 粒子(双面神粒子,此粒子一半是电导体,另一半是绝缘体)。在针对单细胞细菌的微型电机成功开发后,约西凡下一步准备将他们的研究扩展到哺乳动物细胞。

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