微型混合機器人(rén)可(kě)以識别、捕獲單個(gè)細胞

研究人(rén)員(yuán)創造了(le)一種由電場(chǎng)和(hé)磁場(chǎng)驅動的(de)微型機器人(rén)，可(kě)以識别和(hé)捕獲單個(gè)人(rén)體細胞     Depositphotos

以色列特拉維夫大(dà)學的(de)研究人(rén)員(yuán)創造了(le)一種微型機器人(rén)，其大(dà)小與單個(gè)生物(wù)細胞一樣大(dà)，可(kě)以同時(shí)使用(yòng)電場(chǎng)和(hé)磁場(chǎng)進行導航，并且可(kě)以識别和(hé)捕獲單個(gè)細胞，從而爲大(dà)量應用(yòng)打開了(le)大(dà)門。
 
受到細菌和(hé)精子等生物(wù)“遊泳者”的(de)啓發，研究人(rén)員(yuán)開發了(le)一種微型機器人(rén)（直徑約 10 微米），能夠自主地在身體周圍移動或由操作員(yuán)控制。
 
使用(yòng)磁場(chǎng)來(lái)推動微型機器人(rén)，也(yě)稱爲微型電機，很有吸引力；它不需要燃料或磁鐵與身體組織之間的(de)直接接觸，可(kě)以精确操縱，并且可(kě)以在很寬的(de)溫度和(hé)溶液電導率範圍内發揮作用(yòng)。電動微型馬達具有一些優勢，例如選擇性裝載、運輸和(hé)釋放貨物(wù)以及利用(yòng)電力使電池“變形”的(de)能力，但它們也(yě)有一些缺點。因此，将兩者結合起來(lái)是理(lǐ)所當然的(de)。
 
通(tōng)訊作者 Gilad Yossifon 說：“迄今爲止，基于電氣引導機制運行的(de)微型機器人(rén)在某些電導率相對(duì)較高(gāo)的(de)環境中效果不佳，例如在生理(lǐ)環境中，電驅動裝置的(de)效率較低。”的(de)研究。“這(zhè)就是互補磁機制發揮作用(yòng)的(de)地方，無論環境的(de)電導率如何，它都非常有效。”
 
一旦組裝好混合動力推進系統，研究人(rén)員(yuán)就能夠展示微型機器人(rén)的(de)能力。他(tā)們用(yòng)它來(lái)捕獲單個(gè)紅細胞、癌細胞和(hé)單個(gè)細菌，證明(míng)微型機器人(rén)可(kě)以區(qū)分(fēn)健康細胞和(hé)被藥物(wù)破壞的(de)細胞，或者區(qū)分(fēn)垂死細胞和(hé)正在接受治療的(de)細胞。自然的(de)“自殺”過程（細胞凋亡）。捕獲後，可(kě)以将細胞移至外部儀器進行進一步分(fēn)析。
但是，混合微型機器人(rén)的(de)優勢在于它還(hái)可(kě)以通(tōng)過感知它們的(de)狀态來(lái)捕獲未标記的(de)細胞。這(zhè)是第一項對(duì)無标記凋亡細胞進行基于微型機器人(rén)的(de)傳感的(de)研究。
 
“我們的(de)新發展在兩個(gè)主要方面顯著(zhe)推進了(le)這(zhè)項技術：混合動力推進和(hé)通(tōng)過兩種不同機制（電和(hé)磁）導航，”Yossifon 說。“此外，微型機器人(rén)具有改進的(de)識别和(hé)捕獲單個(gè)細胞的(de)能力，無需标記，用(yòng)于本地測試或檢索并傳輸到外部儀器。”
 
雖然微型機器人(rén)的(de)測試是在人(rén)體外部進行的(de)，但鑒于其廣泛應用(yòng)的(de)潛力，研究人(rén)員(yuán)希望它能很快(kuài)在人(rén)體内進行測試。
 
“除其他(tā)外，該技術将支持以下(xià)領域：單細胞水(shuǐ)平的(de)醫學診斷、将藥物(wù)或基因引入細胞、基因編輯、将藥物(wù)運送到體内目的(de)地、清潔環境中的(de)污染顆粒、藥物(wù)開發、并創建一個(gè)‘粒子實驗室’，”Yossifon 說。
 
該研究發表在《高(gāo)級科學》雜(zá)志上。