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光学工程
超快激光激发黄金金字塔微结构实现药物和DNA向细胞的无损递送

据外媒报道,来自哈佛工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员,最近开发了一种使用黄金微结构将各种分子(如药物或DNA)递送到细胞中的方法,效率高且无持久的损害。

在之前的研究中,SEAS Mazur实验室的博士研究生Nabiha Saklayen表明,黄金金字塔形微结构在将激光能量聚焦到电磁热点方面表现非常好。在这项研究中,该团队使用了一种称为模板剥离的制造方法来制造1000万个微小金字塔微结构表面。

该研究团队直接在金字塔微结构顶部培养HeLa癌细胞,并用含有药物分子的溶液包围该细胞。该团队使用超快激光脉冲对金字塔微结构进行加热,直到该金字塔微结构顶部的电磁热点达到约300°C的温度。这种非常局部化的加热并不会损伤细胞,只会在金字塔微结构顶端形成一些气泡。这些气泡轻轻地进入细胞膜,同时将细胞膜打开一个小孔,并使周围的分子扩散到细胞中。

每个HeLa癌细胞都处于大约50个金字塔微结构顶端,这意味着研究人员可以在每个细胞中打造约50个小孔。该团队可以通过控制激光参数来控制气泡的大小,此外还可以控制细胞的穿透面。递送到细胞中的药物分子与临床相关的药物大小相同,包括蛋白质和抗体。

接下来,该团队计划通过该方法对不同细胞进行测试,包括血细胞、干细胞和T细胞等。临床上,这种方法可用于体外治疗:将不健康的细胞从体内取出,注入药物或DNA等,并重新植入体内。

哈佛科技研发部已经进行了专利申请,正在考虑实现商用。


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