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光學工程
超快激光激發黃金金字塔微結構實現藥物和DNA向細胞的無損遞送

據外媒報道,來自哈佛工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員,最近開發了一種使用黃金微結構將各種分子(如藥物或DNA)遞送到細胞中的方法,效率高且無持久的損害。

在之前的研究中,SEAS Mazur實驗室的博士研究生Nabiha Saklayen表明,黃金金字塔形微結構在將激光能量聚焦到電磁熱點方面表現非常好。在這項研究中,該團隊使用了一種稱為模板剝離的制造方法來制造1000萬個微小金字塔微結構表面。

該研究團隊直接在金字塔微結構頂部培養HeLa癌細胞,并用含有藥物分子的溶液包圍該細胞。該團隊使用超快激光脈沖對金字塔微結構進行加熱,直到該金字塔微結構頂部的電磁熱點達到約300°C的溫度。這種非常局部化的加熱并不會損傷細胞,只會在金字塔微結構頂端形成一些氣泡。這些氣泡輕輕地進入細胞膜,同時將細胞膜打開一個小孔,并使周圍的分子擴散到細胞中。

每個HeLa癌細胞都處于大約50個金字塔微結構頂端,這意味著研究人員可以在每個細胞中打造約50個小孔。該團隊可以通過控制激光參數來控制氣泡的大小,此外還可以控制細胞的穿透面。遞送到細胞中的藥物分子與臨床相關的藥物大小相同,包括蛋白質和抗體。

接下來,該團隊計劃通過該方法對不同細胞進行測試,包括血細胞、干細胞和T細胞等。臨床上,這種方法可用于體外治療:將不健康的細胞從體內取出,注入藥物或DNA等,并重新植入體內。

哈佛科技研發部已經進行了專利申請,正在考慮實現商用。


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