混合微型機器人在生理環(huán)境中導航，可捕獲目標受損細胞|總編輯圈點

 

混合微型機器人藝術圖。圖片來源：特拉維夫大學

科技日報記者 張夢然

以色列特拉維夫大學和以色列理工學院的研究人員合作開發(fā)了一種混合微型機器人，其大小相當于單個生物細胞（直徑約10微米），可使用電和磁兩種不同的機制進行控制和導航。微型機器人能在生物樣本中的不同細胞之間導航，區(qū)分不同類型的細胞，識別它們是健康的還是垂死的，然后運輸所需的細胞進行遺傳分析等進一步研究。該研究發(fā)表在新一期《先進科學》雜志上。

微型機器人還可將藥物和/或基因轉染到捕獲的目標單細胞中。據(jù)研究人員稱，這將有助于促進單細胞分析這一重要領域的研究，并可用于醫(yī)學診斷、藥物運輸和篩查、手術和環(huán)境保護。

為了證明微型機器人的能力，研究人員用它來捕獲單個血液和癌細胞以及單個細菌，并表明它能夠區(qū)分具有不同活力水平的細胞，例如健康細胞，被藥物損壞的細胞，或在自然“自殺”過程中死亡的細胞。

在識別出所需的細胞后，微型機器人捕獲它并將之移動到可進一步分析的地方。另一個重要的創(chuàng)新是微型機器人能識別未標記的目標細胞，其利用基于細胞電特性的內置傳感機制去識別細胞類型及其狀況（例如健康程度）。

新研究在兩個主要方面顯著推進了該技術：混合動力推進和通過兩種不同機制（電動和磁性）進行導航。此外，微型機器人具有改進的識別和捕獲單個細胞的能力，無需標記，即可進行本地測試或檢索并運輸?shù)酵獠績x器。這項研究是在實驗室中對生物樣本進行的體外測定，但目的是未來開發(fā)的微型機器人，能作為精確引導到目標的有效藥物載體。

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微型機器人的混合推進機制在生理環(huán)境中尤為重要。因為到目前為止，基于電氣引導機構運行的微型機器人，在具有相對高導電性的環(huán)境中都是無效的，譬如說生物樣本里。然而，在這一環(huán)境中能“按需航行”，恰恰對細胞遺傳研究和給藥治療都有極大的助益。這就是本文介紹的互補磁機制發(fā)揮作用的地方，無論環(huán)境的電導率如何，它都非常有效。