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科技日報記者?劉霞
德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的科學家將機器人技術(shù)與生物學相結(jié)合，為大腸桿菌配備人工組件，構(gòu)建出生物混合機器人，未來有望執(zhí)行抗癌任務。相關研究刊發(fā)于最新一期《科學進展》雜志。
大腸桿菌是多才多藝的“游泳健將”，可在高黏性液體中游弋，且具有極強的傳感能力。過去幾十年里，科學家們一直在尋找進一步增強大腸桿菌“超能力”的方法，為其配備各式“武器”。
為構(gòu)建出這款機器人，研究小組將幾個納米脂質(zhì)體連接到每個大腸桿菌上，這些球形脂質(zhì)體外層包裹著吲哚菁綠（ICG，綠色顆粒），當受到近紅外光照射時，ICG會融化。脂質(zhì)體的水性核心內(nèi)則包裹著水溶性化療藥物分子（DOX）。研究人員還在細菌上附著了磁性氧化鐵納米顆粒，當暴露在磁場中時，這種磁性顆粒可以作為微生物高速運動的助推器。連接脂質(zhì)體和磁性顆粒與細菌的“繩索”則是一種非常穩(wěn)定且難以破壞的鏈霉親和素和生物素復合物。
攜帶納米脂質(zhì)體和磁性納米粒子的細菌混合機器人。圖片來源：阿庫勒珀格魯/《科學進展》
研究人員解釋說，一旦這種生物微型機器人集結(jié)在腫瘤所在之處，近紅外激光會產(chǎn)生溫度達到55℃的光線，觸發(fā)脂質(zhì)體的熔化過程并釋放出其內(nèi)部封閉的藥物。此外，低pH值或酸性環(huán)境也會導致納米脂質(zhì)體破裂，因此藥物會自動釋放到腫瘤附近。
磁鐵引導細菌混合機器人，在合適的條件下釋放出藥物。圖片來源：阿庫勒珀格魯/《科學進展》
研究第一作者伯居爾·阿庫勒珀格魯說：“具有醫(yī)療功能的基于細菌的生物混合微型機器人未來或能更有效地與癌癥作斗爭。想象一下，我們將這種基于細菌的微型機器人注射到癌癥患者體內(nèi)，磁鐵可精確地將粒子導向腫瘤。一旦有足夠多的微型機器人圍繞腫瘤，我們就用激光照射，觸發(fā)藥物釋放。對患者來說，這種給藥方式是微創(chuàng)無痛、毒性最小的，藥物會在需要的地方，而非整個身體內(nèi)發(fā)揮作用。”
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