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美開發(fā)出可遠程控制的磁性納米粒子

文章來源:科技日報發(fā)布日期:2010-07-09瀏覽次數(shù):68333

美國科學家開發(fā)出一種針對細胞膜的磁性納米粒子,可以使科學家遠程控制細胞離子通道、神經(jīng)元,甚至能夠控制動物行為。該研究結(jié)果近期發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》雜志上。

  布法羅大學研究小組所開發(fā)的這種磁性納米粒子大小只有6納米,很容易在細胞間擴散。研究人員首先將納米粒子固定在細胞膜上,然后利用高周波磁場對其加熱,從而刺激細胞。鑒于這種方法可以比較大范圍均勻地刺激細胞,科學家認為該方法今后可以在人體內(nèi)應用。

  研究人員目前已證明該方法可以打開鈣離子通道,激活通過細胞培養(yǎng)的神經(jīng)細胞,甚至可以操縱微小線蟲的運動。當研究人員將磁性納米粒子固定在線蟲的口部,開始線蟲只是爬來爬去。不過,當科學家將磁性納米粒子加熱至34攝氏度后,就能夠控制線蟲的前進和后退了。

  該研究小組還發(fā)明了一種熒光探針,能夠根據(jù)熒光強度的變化,來測量納米粒子是否被加熱到34攝氏度,這種熒光探針可以說是一個納米溫度計。

  這項研究具有廣泛的應用價值,比如在癌癥治療中,科學家可針對選定的蛋白質(zhì)或特定組織進行遠程操作,從而開發(fā)出新型癌癥治療方法。此外在糖尿病治療方面,也可以遠程刺激胰腺細胞釋放胰島素。該方法還可應用于某些因刺激不足導致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

  科學家表示這種方法非常重要,由于該方法只會加熱細胞膜,而細胞內(nèi)的溫度沒有發(fā)生變化,因此不會導致細胞死亡。通過開發(fā)這種方法,科學家能夠利用磁場在體外和體內(nèi)刺激細胞,幫助理解細胞的信號網(wǎng)絡(luò),以及控制動物的行為。