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外国科学家开发出新型光导水凝胶可用作细胞传感器

发布时间:2019-09-29 23:03:26 阅读: 来源:插件机厂家

外国科学家开发出新型光导水凝胶可用作细胞传感器

水凝胶以聚乙烯乙二醇为基质,能与细胞结合为一体,可在活有机体中感光并用于治疗目的。

美国哈佛医学院和几家韩国研究所的科研人员合作,开发出一种感光水凝胶,可作为细胞支架植入活动物体内,使细胞感光,或让光与基因作用产生特殊蛋白质,用于细胞传感器或作为一种光控治疗的新方法。光可以使感光细胞产生变化,也可以作为观察活体生物生理功能的手段。在生物医学领域,用高分子聚合水凝胶制作细胞支架的方法已广泛采用。虽然人们对水凝胶的生物化学与生物物理性质已相当了解,但对其潜在的光学功能还知之甚少。

本研究开发的水凝胶以聚乙烯乙二醇为基质,能与细胞结合为一体,可在活有机体中感光并用于治疗目的。研究人员通过实验小鼠的皮肤插入了一根光纤,光纤通到植入水凝胶的部位,光就能经光纤直接到达水凝胶,由水凝胶支持的细胞就会按事先编好的程序发生反应。在其中一项实验中,研究人员在水凝胶里填满了一种细胞,这种细胞如果暴露在某种毒素中就会发光。他们将这种水凝胶植入小鼠体内,然后给它注射了该毒素。通过反向使用光纤,就能看到水凝胶中的细胞与注入的毒素发生反应后发光。所以这项传感器综合技术可作为一种毒素监测手段。在另一项实验中,他们改变了希拉细胞的基因,让它们在受到光照时能产生一种蛋白,这种蛋白能让胰腺产生更多胰岛素。这一实验证明,该水凝胶支架还可作为一种控制糖尿病的方法。

细胞被封在水凝胶里植入活体内。光经由水凝胶照射细胞,使其感光或通过光基因合成作用生产治疗用蛋白质。研究人员希望将来有一天利用传感器技术,医生能把这种水凝胶植入病人体内,用来控制疾病,探测身体内部残留的毒素及其他化学药品。

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