纳米马达在活细胞中可被控制

纳米马达在HeLa细胞中活动

最近，来自美国宾夕法尼亚州立大学（Penn State University）的化学家和工程师首次发现超声波可导引植入人体细胞中的纳米马达活动。研究者称，这还算不上是一次“神奇的旅行”，但是仍然很接近。纳米马达由金属颗粒制成，形状如同火箭。它能够在细胞中自由活动，旋转以及对细胞膜产生冲击。

这项研究成果发表于2014年2月10日学术期刊《应用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition）上。

“这些纳米马达可在细胞中移动，冲撞细胞内部结构，从而使活细胞显示出相应的应答机制，而这些现象之前是没有人观察过的。”宾夕法尼亚州立大学材料化学和物理学教授Tom Mallouk说，“这项研究为人造纳米马达进行细胞生物学研究提供一个新途径。我们可操作纳米马达来进行癌症以及其他疾病的治疗。纳米马达可在细胞内可进行微创手术，并向人体组织非侵入性地投递药物。”

Mallouk说，直到这项研究发表之前，纳米马达的活动都是在实验室的仪器中进行的，而不是在活细胞内。事实上，10年前，宾夕法尼亚州立大学化学家Ayusman Sen，物理学家Vincent Crespi以及Mallouk本人曾利用化学驱动的方法来为纳米马达提供动力，但是驱动纳米马达的动力材料对细胞有毒，所以他们没有在人类细胞上进行类似的实验。Mallouk说，“这种限制是一个非常严重的问题”。当Mallouk以及法国物理 学家Mauricio Hoyos发现超声波能够驱动纳米马达时，这个限制性的问题就迎刃而解了。

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研究人员将纳米马达植入海拉细胞（HeLa cells）中，细胞摄取纳米马达，在超声波的作用下，纳米马达在细胞组织内自由移动。Mallouk解释说，通常情况下，在低频率的超声波驱动下，纳米马达对细胞不会造成任何损伤，但是如果超声波频率增大，这些四处游走的纳米马达就会对左右细胞功能的细胞器进行冲撞，从而能够影响细胞的功能。Mallouk将纳米马达的这种作用，叫做“搅蛋器作用”。

研究者称，利用超声波可精确地控制纳米马达的运动，如左右纳米马达的是否旋转以及前进或后退等，他们还称可通过磁感应来控制纳米马达的运动。另外，在实验的过程中，研究者还发现纳米马达有自主运动的现象，这对其未来应用来说具有非常重要的作用。Mallouk说，“如果你想用纳米马达来寻找或摧毁肿瘤细胞，最好的方式是让它们自己去寻找，而不是控制它们朝着一个方向运动。”