作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2023/3/31 9:03:00
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混合微型机器人在生理环境中导航

 

科技日报北京3月30日电 (记者张梦然)以色列特拉维夫大学和以色列理工学院的研究人员合作开发了一种混合微型机器人,其大小相当于单个生物细胞(直径约10微米),可使用电和磁两种不同的机制进行控制和导航。微型机器人能在生物样本中的不同细胞之间导航,区分不同类型的细胞,识别它们是健康的还是垂死的,然后运输所需的细胞进行遗传分析等进一步研究。该研究发表在新一期《先进科学》杂志上。

微型机器人还可将药物和/或基因转染到捕获的目标单细胞中。据研究人员称,这将有助于促进单细胞分析这一重要领域的研究,并可用于医学诊断、药物运输和筛查、手术和环境保护。

为了证明微型机器人的能力,研究人员用它来捕获单个血液和癌细胞以及单个细菌,并表明它能够区分具有不同活力水平的细胞,例如健康细胞,被药物损坏的细胞,或在自然“自杀”过程中死亡的细胞。

在识别出所需的细胞后,微型机器人捕获它并将之移动到可进一步分析的地方。另一个重要的创新是微型机器人能识别未标记的目标细胞,其利用基于细胞电特性的内置传感机制去识别细胞类型及其状况(例如健康程度)。

新研究在两个主要方面显著推进了该技术:混合动力推进和通过两种不同机制(电动和磁性)进行导航。此外,微型机器人具有改进的识别和捕获单个细胞的能力,无需标记,即可进行本地测试或检索并运输到外部仪器。这项研究是在实验室中对生物样本进行的体外测定,但目的是未来开发的微型机器人,能作为精确引导到目标的有效药物载体。

微型机器人的混合推进机制在生理环境中尤为重要。因为到目前为止,基于电气引导机构运行的微型机器人,在具有相对高导电性的环境中都是无效的,譬如说生物样本里。然而,在这一环境中能“按需航行”,恰恰对细胞遗传研究和给药治疗都有极大的助益。这就是本文介绍的互补磁机制发挥作用的地方,无论环境的电导率如何,它都非常有效。

 
 
 
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