通過(guò)輕輕地?cái)D壓細(xì)胞，就可以讓一些大分子或納米材料進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)而改變細(xì)胞的運(yùn)作。 撰文 瑞安·布拉德利(Ryan Bradley)翻譯 談笑 假如人類(lèi)能讓體內(nèi)的細(xì)胞按照我們的要求去運(yùn)作，比如讓它們適時(shí)地合成胰島素，或去攻擊腫瘤，那么許多健康問(wèn)題將會(huì)迎刃而解。不過(guò)，實(shí)現(xiàn)這一愿望并非易事�，F(xiàn)在普遍使用的方法是，利用病毒穿透細(xì)胞膜，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，但這樣會(huì)對(duì)細(xì)胞造成永久性的損壞。 2009年，麻省理工學(xué)院的研究人員在不經(jīng)意間解決了這一技術(shù)難題。他們當(dāng)時(shí)正嘗試用顯微水槍向細(xì)胞注入一些大分子和納米材料。這些物質(zhì)可以改變細(xì)胞的運(yùn)作機(jī)制，同時(shí)又能保證細(xì)胞存活�；瘜W(xué)工程師阿蒙·沙雷(Armon Sharei)發(fā)現(xiàn)，水槍的沖擊使部分細(xì)胞的外形產(chǎn)生了短暫的畸變。 令人吃驚的是，當(dāng)細(xì)胞的外形處于畸變狀態(tài)時(shí)，注射的物質(zhì)成功地進(jìn)入到了細(xì)胞內(nèi)。沙雷說(shuō)道：“這讓我們意識(shí)到，如果讓細(xì)胞在足夠短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生形變，便可暫時(shí)克服細(xì)胞膜的阻礙。”不管怎樣，顯微水槍還只是一種較為粗放的方法，下一步工作是找到一種更加溫和的方式來(lái)擠壓細(xì)胞。 為此，在顯微流控領(lǐng)域的奠基人之一克拉夫·F·延森(Klavs F. Jensen)，以及另一位生物領(lǐng)域的先鋒人物羅伯特·S·蘭格(Robert S. Langer)的帶領(lǐng)下，沙雷開(kāi)發(fā)出了一種以硅和玻璃為材質(zhì)的微芯片。這種芯片的表面，預(yù)先蝕刻了供細(xì)胞流動(dòng)的通道，隨著細(xì)胞流動(dòng)的方向，通道逐漸收窄，直到細(xì)胞無(wú)法繼續(xù)向前行進(jìn)。此時(shí)，被卡住的細(xì)胞因受擠壓而產(chǎn)生形變，細(xì)胞膜上便會(huì)出現(xiàn)小孔。這些小孔的直徑，足夠許多可改變細(xì)胞運(yùn)作的介質(zhì)通過(guò)，如蛋白質(zhì)、核酸、碳納米管等。 這項(xiàng)技術(shù)甚至能將介質(zhì)成功引入脆弱的干細(xì)胞和免疫細(xì)胞中，這些細(xì)胞無(wú)法經(jīng)受以前那種擠壓方式的摧殘。“這項(xiàng)技術(shù)適用的細(xì)胞種類(lèi)之多，讓我們都始料不及，”沙雷介紹道。 自這項(xiàng)技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，沙雷所在的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了16種適用于不同細(xì)胞的芯片。當(dāng)然，還會(huì)有更多的芯片陸續(xù)問(wèn)世。而且，在現(xiàn)有每秒擠壓50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的基礎(chǔ)上，相關(guān)設(shè)備的處理效率還將更上一層樓。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成立了一家名為“SQZ生物科技”的公司，將這項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)。法國(guó)、德國(guó)、荷蘭及英國(guó)的科研人員有望很快用上該技術(shù)。 --新浪科技 |
