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  在國家自然科學(xué)基金支持下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)微系統(tǒng)與微結(jié)構(gòu)制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室賀強(qiáng)教授研究團(tuán)隊(duì)在合成游動納米機(jī)器用于單細(xì)胞機(jī)械穿孔研究方面取得最新進(jìn)展，研究成果以“金納米殼功能化的管狀聚合物多層游動納米機(jī)器用于單細(xì)胞光機(jī)械穿孔”為題發(fā)表于國際著名期刊《美國化學(xué)會志》 (Journal of the American Chemical Society, 影響因子14.357)。吳志光副教授和賀強(qiáng)教授為共同通訊作者。

  單細(xì)胞膜穿孔因其在細(xì)胞內(nèi)成像、基因編輯和人工授精等領(lǐng)域的應(yīng)用前景成為近年來的研究熱點(diǎn)。常規(guī)的化學(xué)與物理方法，比如使用鈣離子增加膜通透性、電穿孔和光穿孔，可進(jìn)行大批量細(xì)胞膜穿孔，然而對于靶向單細(xì)胞的膜穿孔卻難以實(shí)現(xiàn)。游動納米機(jī)器是指能將周圍環(huán)境中存儲的化學(xué)能或其他形式能量轉(zhuǎn)化為自推進(jìn)運(yùn)動的納米系統(tǒng)，能夠在各種生物流體中進(jìn)行可控運(yùn)動，有望實(shí)現(xiàn)主動靶向目標(biāo)細(xì)胞并完成機(jī)械穿孔。

  該研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合納米孔模板輔助層層自組裝與金種子生長法，構(gòu)筑了金納米殼功能化的管狀聚合物多層納米機(jī)器。在外源超聲場下，該聚合物管狀納米機(jī)器可在流體中自主運(yùn)動，主動靶向單個(gè)細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)超聲推進(jìn)力和尾端金納米殼光熱效應(yīng)所產(chǎn)生自熱泳力的協(xié)同作用下，能夠在0.1秒內(nèi)機(jī)械打開細(xì)胞膜，使外源物質(zhì)通過開孔處快速滲入細(xì)胞內(nèi)。該金納米殼功能化的管狀聚合物多層納米機(jī)器克服了以往的游動納米機(jī)器推進(jìn)力不足以打開細(xì)胞膜的問題，未來有望實(shí)現(xiàn)主動靶向單細(xì)胞的藥物輸送、細(xì)胞內(nèi)成像和細(xì)胞手術(shù)等應(yīng)用。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13882