科技日報(bào)特拉維夫市 2 月 11 日電(記者毛黎)以色列理工學(xué)院日前宣布,機(jī)械工程院吉拉德 約西凡教授率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì),研發(fā)出一種新型自行微型機(jī)器(self-propellingmicromachine),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(xì)胞內(nèi)。相關(guān)研究發(fā)表在近期的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
微型機(jī)器也被稱為 活性顆粒 或 微型電機(jī) ,有望成為分析單細(xì)胞的納米級工具,它們既可用作基于單細(xì)胞的疾病診斷手段,又可用作測試細(xì)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(xì)胞施加電場從而增加細(xì)胞膜的通透性,以便將藥物、DNA 或化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞。通常,電穿孔技術(shù)用于將 DNA 導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。目前該技術(shù)的局限性是使用時(shí)每次均作用于多個細(xì)胞,而非針對單個特定細(xì)胞。
此次,約西凡和兩名博士后研究生設(shè)計(jì)的自行微型機(jī)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(yùn)送單細(xì)胞細(xì)菌,并能有選擇地對捕獲的細(xì)菌細(xì)胞實(shí)施電穿孔技術(shù)。也就是說,他們實(shí)現(xiàn)了將藥物等導(dǎo)入選出的特定單細(xì)胞細(xì)菌內(nèi)的操作。
以前的微型電機(jī)相對笨重且不易操作,新的微型電機(jī)則具有多功能性,能對多個目標(biāo)細(xì)胞實(shí)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(jì)等問題。
據(jù)悉,約西凡團(tuán)隊(duì)開發(fā)的方法具有通用性,適用于廣范圍的細(xì)胞類型和微型電機(jī)設(shè)計(jì),以及細(xì)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(xì)胞細(xì)菌的微型電機(jī)成功開發(fā)后,約西凡下一步準(zhǔn)備將他們的研究擴(kuò)展到哺乳動物細(xì)胞。