美國麻省理工學院(MIT)研究人員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(jiān)測甚至指導細胞活動的潛力，為醫(yī)學診斷和治療以及研究其他科學過程開辟了新的前景。研究論文發(fā)表在最近的《自然·通訊》雜志上。

研究人員將這項技術命名為“細胞漫游者”，形容其像火星漫游車一樣探索新的科學前沿。他們首次演示了可在細胞內工作并與3D生物系統(tǒng)兼容的天線。研究者表示，典型的生物電子界面大小為毫米甚至厘米級，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，特別是考慮到即使是一個細胞的變化也會影響整個生物體。新開發(fā)的天線比細胞小得多，在對卵母細胞的研究中，天線占細胞體積不到0.05%，不會損壞細胞。

傳統(tǒng)天線的尺寸與其發(fā)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制造微型天線，將電磁波轉換為聲波，使波長小了5個數量級，并開發(fā)了一種使用非均勻磁場將“細胞漫游者”引入細胞的新策略。

因此，用“細胞漫游者”來檢查細胞內部，不會像往常那樣破壞細胞，能監(jiān)測細胞的發(fā)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。

研究人員稱，遞送技術也能與“細胞漫游者”集成在一起，結合的聚合物等材料會因化學或生物分子變化而發(fā)生質量或應力變化，可檢測和監(jiān)測與疾病相關的生化和電學變化，從而在癌癥、神經退行性疾病研究、藥物發(fā)現等領域發(fā)揮作用。

研究人員認為，“細胞漫游者”還代表了信息技術領域的巨大進步，這是一個創(chuàng)新概念，因為它將傳感、通信和信息技術嵌入活細胞中，這為極其精確的診斷、治療和藥物發(fā)現提供了前所未有的機會，并在生物學和電子設備的交叉領域創(chuàng)造了新的研究方向。因此人們可以把“細胞漫游者”想象成在探險——探索細胞的內部世界。(科技日報記者 張夢然)