光控微納生物機(jī)器人領(lǐng)域研究獲重要進(jìn)展|環(huán)球短訊

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近日，暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院教授李寶軍、辛洪寶等在光控微納生物機(jī)器人領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展，提出了一種生物相容的光流體力硅藻機(jī)器人策略。相關(guān)研究發(fā)表于Advanced Science。熊建云為該論文第一作者，李寶軍和辛洪寶為共同通訊作者。

細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中病毒、支原體和致病菌等納米生物威脅物的污染給很多與細(xì)胞分析相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用造成了極大的威脅。雖然傳統(tǒng)的紫外殺菌和酒精消毒可以有效用于細(xì)胞培養(yǎng)前的生物威脅物的移除，但對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)和操作過(guò)程中產(chǎn)生的污染，這些方法會(huì)直接傷害目標(biāo)細(xì)胞，尤其會(huì)對(duì)原代神經(jīng)元等珍貴細(xì)胞造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，使得這些生物威脅物的移除極具挑戰(zhàn)。然而，由于病毒、致病菌等強(qiáng)大的繁殖能力，極少的污染也會(huì)迅速破壞目標(biāo)細(xì)胞，往往會(huì)給生物醫(yī)學(xué)研究及生物制造帶來(lái)毀滅性的破壞和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

針對(duì)這一問(wèn)題，受自然界中海豚可以輕松追隨行船的尾浪而借力前行（船尾乘浪效應(yīng)）的啟發(fā)，研究人員提出了一種基于光學(xué)導(dǎo)航旋轉(zhuǎn)的光流體力硅藻機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了能直接用于神經(jīng)細(xì)胞等珍貴細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中病毒、支原體和致病菌等納米生物威脅物的非侵入捕獲、收集與移除。他們通過(guò)光力將一個(gè)具有三指形狀的硅藻（三角褐指藻）旋轉(zhuǎn)起來(lái)，構(gòu)建成硅藻機(jī)器人，硅藻機(jī)器人周圍局部流場(chǎng)產(chǎn)生的光水動(dòng)力可以輕松將尺寸小至100 nm的目標(biāo)物進(jìn)行捕獲與收集。

該方法可在不影響細(xì)胞生命狀態(tài)的情況下，直接智能且非侵害地移除神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中污染的病毒、支原體、致病菌等生物威脅物。更重要的是，通過(guò)殼聚糖包被的光流體力硅藻機(jī)器人表現(xiàn)出高效抗菌能力，在受污染的細(xì)胞中，在移除污染細(xì)菌的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)高效殺菌，助力受污染細(xì)胞的靶向基因遞送和神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控等應(yīng)用。

該方法為細(xì)胞（特別是無(wú)法使用抗生素的神經(jīng)細(xì)胞等珍貴細(xì)胞）培養(yǎng)過(guò)程中生物威脅物的移除提供了全新的工具，將助力基于活細(xì)胞研究的生物制造、疫苗研制等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 朱漢斌）

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202301365

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　　 原標(biāo)題：光控微納生物機(jī)器人領(lǐng)域研究獲重要進(jìn)展|環(huán)球短訊