@ 2014.01.22 , 22:47

邪门科技:遥控精子

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像黑客一样黑了精子,使它们变成小机器人——虽看似疯狂,但实际上这正是德累斯顿纳米综合研究中心的科学家们在干的事情。他们制造的精子机器人是由装载微管中的精细胞构成,这些精细胞可以通过磁力来调控他们运动。近来这项技术越发的成熟,接近于实现引导单个精子与卵子汇合。未来,科学家们希望以此技术为基础,为父母们优化试管婴儿技术。此外更可以将此技术应用于药物送达与基因操控上。

如何供能是制造纳米级别的微型机器人的一个挑战。效率高到足够给纳米机器人功能的引擎,用的燃料通常对人体是有毒的。有时候它们还会跑到细胞里去兴风作浪,更加重了毒性。研究人员只好着手寻找新的替代功能方案。

“我们想到了生物发动机作为替代,比如藻类的鞭毛。至少生理上讲,他的毛病要少很多。”项目主管Oliver如是说,他提到最先开始注意到精子(精子的运动器官也是鞭毛)是因为精子和他们实验室里用纤维做的微管体积差不多。

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使用制作机器人的精子来自于公牛,体积与人类精子相差不多。第一步是用圆锥形的带有磁性的管子束缚住精子,为了做到这点,管子一头大一头小,小的那端直径正好略大于精子头部。培养皿中的精子进入管子后将被磁化固定,此时移动管子,通过操控带有磁性的管子,就可以一同控制精子了。精子的活动性会随着温度而变化,在之前的基础上调节温度就可以控制精子的移动速度,于是我们便有了可控方向和速度的精子机器人。最后我们把目标精子引导到目标卵子时,调节管子的磁性释放精子,整个过程如同精确制导导弹(虽然最后一步目前还不完善)。

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精子本身是很好的载具,它们游得又快,数量多又容易获得,一跑就是好几个小时不带累的,而且这种新的方法几乎不惧破坏性(不像病毒转染或者其他物理性的刺破目标细胞的方法)。

研究团队接下来还打用这个方法算培育一些动物胚胎,甚至考虑人类精子。更进一步的,未来还可以考虑用精子为载体,承载药物定点定量的运送药物到指定细胞,可操作性十分大,因为精子可控机动范围达到毫米级(挺吓人的,不过文中对精子如何在靶细胞卸载药物没有提,精子识别卵子那一套显然不能用在正常细胞上,译者注)。

有报道把这项技术称为“3D 磁控微型无人机”,相关文章即将发表在应用物理学报上。

本文译自 Gizmag,由译者 cloudwalker 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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