細胞漫遊者，讓實時監測細胞內部成為可能_風聞

文/觀察未來科技

監測細胞的變化是探索生物變化的重要方法，實驗室檢測細胞的一系列生物參數通常，是採用破壞性的方法——溶解或撕裂細胞以釋放內部物質用於測量。

這種簡單易行的方法已經使用了幾十年，然而，它受到方法設計的限制，即每個細胞只能在被裂解的時候分析一次。這樣的缺陷給科學家的研究工作帶來了很多麻煩。一直以來，開發一種“温和”的新技術，能夠以非破壞性的方式對細胞內部進行採樣分析，都是科學家們為了實現理想的監測效果而努力的方向。

現在，美國麻省理工學院（MIT）研究人員宣佈，他們設計了一種可在活細胞內無線操作的微型天線，該天線具有實時監測甚至指導細胞活動的潛力，為醫學診斷和治療以及研究其他科學過程開闢了新的前景。

這項被研究人員命名為 Cell Rover （“細胞漫遊者”）的技術代表了可以在細胞內運行並與 3D 生物系統兼容的天線的首次演示。

研究人員表示，典型的生物電子接口尺寸只有幾毫米甚至幾釐米，不僅具有高度侵入性，而且無法提供與單個細胞無線交互所需的分辨率——尤其是考慮到即使一個細胞的變化也會影響整個生物體。研究團隊開發的天線比細胞小得多。事實上，在該團隊對卵母細胞的研究中，天線只佔細胞體積的不到 0.05%，遠低於會侵入和損壞細胞的尺寸。

傳統天線的尺寸與其發射和接收的電磁波的波長相當，而縮小天線尺寸會增加頻率，高頻會產生對活組織有害的熱量。此次研究人員使用磁致伸縮材料製造微型天線，將電磁波轉換為聲波，使波長小了5個數量級，並開發了一種使用非均勻磁場將“細胞漫遊者”引入細胞的新策略。

因此，用“細胞漫遊者”來檢查細胞內部，不會像往常那樣破壞細胞，能監測細胞的發育或分裂，檢測不同的化學物質和生物分子，如酶、物理變化和細胞壓力等，所有這些都可以在體內實時進行。

麻省理工學院工程學院院長、範內瓦·布什電子工程和計算機科學教授Anantha P. Chandrakasan説：“細胞漫遊者是一個創新的概念，因為它可以將傳感、通信和信息技術嵌入到一個活細胞內。這為極其精確的診斷、治療和藥物發現提供了前所未有的機會，同時也為生物學和電子設備之間的交叉創造了一個新的方向。”這項研究的論文9月22日發表在《自然通訊》雜誌上。