科研人員開發(fā)出新型光導(dǎo)水凝膠可用作細(xì)胞傳感器

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月22日（北京時間）報道，美國哈佛醫(yī)學(xué)院和幾家韓國研究所的科研人員合作，開發(fā)出一種感光水凝膠，可作為細(xì)胞支架植入活動物體內(nèi)，使細(xì)胞感光，或讓光與基因作用產(chǎn)生特殊蛋白質(zhì)，用于細(xì)胞傳感器或作為一種光控治療的新方法。相關(guān)論文發(fā)表在近期《自然·光子學(xué)》雜志上。

光可以使感光細(xì)胞產(chǎn)生變化，也可以作為觀察活體生物生理功能的手段。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用高分子聚合水凝膠制作細(xì)胞支架的方法已廣泛采用。雖然人們對水凝膠的生物化學(xué)與生物物理性質(zhì)已相當(dāng)了解，但對其潛在的光學(xué)功能還知之甚少。

本研究開發(fā)的水凝膠以聚乙烯乙二醇為基質(zhì)，能與細(xì)胞結(jié)合為一體，可在活有機體中感光并用于治療目的。研究人員通過實驗小鼠的皮膚插入了一根光纖，光纖通到植入水凝膠的部位，光就能經(jīng)光纖直接到達(dá)水凝膠，由水凝膠支持的細(xì)胞就會按事先編好的程序發(fā)生反應(yīng)。

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在其中一項實驗中，研究人員在水凝膠里填滿了一種細(xì)胞，這種細(xì)胞如果暴露在某種毒素中就會發(fā)光。他們將這種水凝膠植入小鼠體內(nèi)，然后給它注射了該毒素。通過反向使用光纖，就能看到水凝膠中的細(xì)胞與注入的毒素發(fā)生反應(yīng)后發(fā)光。所以這項技術(shù)可作為一種毒素監(jiān)測手段。在另一項實驗中，他們改變了希拉細(xì)胞的基因，讓它們在受到光照時能產(chǎn)生一種蛋白，這種蛋白能讓胰腺產(chǎn)生更多胰島素。這一實驗證明，該水凝膠支架還可作為一種控制糖尿病的方法。

研究人員希望將來有一天，醫(yī)生能把這種水凝膠植入病人體內(nèi)，用來控制疾病，探測身體內(nèi)部殘留的毒素及其他化學(xué)藥品。