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天津大学精密仪器学院在靶向药物导入方面取得进展

通过为细胞“做手术”的科学要领,为古板靶向药物导入技术创立新技术。近日,天津大学精仪学院微技术团队在这一领域取得了开拓性结果。

 

近日,天津大学精仪学院微技术团队在细胞靶向药物导入偏向取得重要突破,在国际上首次提出“应用微机电系统(MEMS)薄膜谐振器引发‘特高明声波(千兆赫兹)’进行靶向细胞药物导入”的新技术。他们通过为细胞“做手术”,实现了多种分子对细胞的精准导入,为古板的靶向药物导入技术提供了一种全新的要领,拓展了微机电系统技术在生命科学中的应用。相关研究结果于近日在线宣布于微纳技术领域国际权威学术刊物《Small》上。

  将目标药物分子、治疗基因和卵白等外源分子精准高效地导入细胞内部是现代精准医疗和细胞分子生物学研究中的重要技术。古板的细胞导入依赖化学药物或者电学刺激,好比我们熟知的“化疗”,这样不但无法进行选择性药物导入,使用中还会引起“细胞免疫应答”,破坏健康细胞,爆发较大的副作用。而微纳器件具备体积小、功耗低等优点,可植入体内实现选择性细胞药物导入,使用微纳技术实现单细胞药物导入已成为现代分子生物学研究的热点。
  
  微机电系统(MEMS)是指尺寸在 0.5~500 微米的可动元件组成的微机电系统。天津大学微技术团队在教授庞慰、段学欣和副教授王艳艳等团队成员的配合努力下,开展了大宗微机电谐振器、传感器与执行器研究并向生命科学等领域延伸,取得了一批具备自主知识产权的高水平科研结果。
  
  据悉,该项新技术是研究团队通过谐振器激励爆发“特高明声波”,利用“特高明声波”的振动高效稳定地在细胞膜上形成小孔,诱导外源物质如靶向药物或基因分子进入细胞。特高明声波对细胞膜的振动压力约是一般超声波的 60 倍,能够越发均匀地使细胞膜受力,从而实现外源物质精准地导入细胞及细胞核,且自己对细胞无毒副作用。
  
  该研究团队利用数学和物理模型对高频体声波在液体中对细胞的作用进行了理论仿真,揭示其导致细胞膜结构改变的物理机理,并在实验室中针对差别浓度、差别尺寸、差别类别的外源物质开展了细胞导入实验,结果证实该系统效率高、功耗低、多样化,导入位置可控,并可实现多靶点、定向化、单细胞的药物导入,具有古板药物导入技术不可相比的优点。
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