混合微型機(jī)器人在生理環(huán)境中導(dǎo)航，可捕獲目標(biāo)受損細(xì)胞|總編輯圈點(diǎn)

混合微型機(jī)器人藝術(shù)圖。圖片來源：特拉維夫大學(xué)

科技日報(bào)記者 張夢然

以色列特拉維夫大學(xué)和以色列理工學(xué)院的研究人員合作開發(fā)了一種混合微型機(jī)器人，其大小相當(dāng)于單個(gè)生物細(xì)胞（直徑約10微米），可使用電和磁兩種不同的機(jī)制進(jìn)行控制和導(dǎo)航。微型機(jī)器人能在生物樣本中的不同細(xì)胞之間導(dǎo)航，區(qū)分不同類型的細(xì)胞，識別它們是健康的還是垂死的，然后運(yùn)輸所需的細(xì)胞進(jìn)行遺傳分析等進(jìn)一步研究。該研究發(fā)表在新一期《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。

微型機(jī)器人還可將藥物和/或基因轉(zhuǎn)染到捕獲的目標(biāo)單細(xì)胞中。據(jù)研究人員稱，這將有助于促進(jìn)單細(xì)胞分析這一重要領(lǐng)域的研究，并可用于醫(yī)學(xué)診斷、藥物運(yùn)輸和篩查、手術(shù)和環(huán)境保護(hù)。

為了證明微型機(jī)器人的能力，研究人員用它來捕獲單個(gè)血液和癌細(xì)胞以及單個(gè)細(xì)菌，并表明它能夠區(qū)分具有不同活力水平的細(xì)胞，例如健康細(xì)胞，被藥物損壞的細(xì)胞，或在自然“自殺”過程中死亡的細(xì)胞。

在識別出所需的細(xì)胞后，微型機(jī)器人捕獲它并將之移動(dòng)到可進(jìn)一步分析的地方。另一個(gè)重要的創(chuàng)新是微型機(jī)器人能識別未標(biāo)記的目標(biāo)細(xì)胞，其利用基于細(xì)胞電特性的內(nèi)置傳感機(jī)制去識別細(xì)胞類型及其狀況（例如健康程度）。

新研究在兩個(gè)主要方面顯著推進(jìn)了該技術(shù)：混合動(dòng)力推進(jìn)和通過兩種不同機(jī)制（電動(dòng)和磁性）進(jìn)行導(dǎo)航。此外，微型機(jī)器人具有改進(jìn)的識別和捕獲單個(gè)細(xì)胞的能力，無需標(biāo)記，即可進(jìn)行本地測試或檢索并運(yùn)輸?shù)酵獠績x器。這項(xiàng)研究是在實(shí)驗(yàn)室中對生物樣本進(jìn)行的體外測定，但目的是未來開發(fā)的微型機(jī)器人，能作為精確引導(dǎo)到目標(biāo)的有效藥物載體。

總編輯圈點(diǎn)

微型機(jī)器人的混合推進(jìn)機(jī)制在生理環(huán)境中尤為重要。因?yàn)榈侥壳盀橹梗�基于電氣引�?dǎo)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的微型機(jī)器人，在具有相對高導(dǎo)電性的環(huán)境中都是無效的，譬如說生物樣本里。然而，在這一環(huán)境中能“按需航行”，恰恰對細(xì)胞遺傳研究和給藥治療都有極大的助益。這就是本文介紹的互補(bǔ)磁機(jī)制發(fā)揮作用的地方，無論環(huán)境的電導(dǎo)率如何，它都非常有效。