中山大学材料学院雷宏香副教授研究组在完全生物兼容的细胞微马达研究中取得重要进展，相关工作于近日以“Controllable cellular micromotors based on optical tweezers”为题在线发表在Advanced Functional Materials，并被选为内封底文章（Inside Back Cover）。
生物微马达可用于生物体微观尺度范围内装载、运输和卸载货物，调节神经纤维生长方向，选择性杀伤癌细胞，在生物医学等领域具有重要潜在应用。但是，生物微马达的组装仍面临挑战，如存在安全性、精确可控性和完全生物兼容性等不可兼得问题。
针对这一关键科学技术问题，中山大学材料科学与工程学院雷宏香副教授研究组首次提出了一种基于光镊的普适性可控细胞微马达组装技术，实现具有高度安全性、精确可控性和生物兼容性的细胞微马达。他们借助光镊系统产生一个圆形动态扫描光阱，利用动态光阱捕获并驱动单个细胞，使其沿着圆形轨迹运动，从而在圆形轨迹内部产生一个微型旋涡，位于旋涡内的细胞在剪切应力或转矩的作用下即可发生旋转。重要的是，细胞马达旋转速率和方向可通过改变动态光阱的扫描频率和扫描方向加以精确控制。该方法结合光力操控和水力操控两种技术的优势，非接触、无损伤且不依赖于细胞的种类和大小，对无运动能力的目标细胞和具有运动能力的目标细胞（即游泳细胞）都适用。此外，借助该方法还实现了细胞微马达的同步平移和旋转，构建了完全生物兼容的细胞微马达阵列。所以，这种技术在靶向药物递送、生物微环境监测、生物传感以及生物医学治疗等方面具有较大的潜在应用价值。
该工作由中山大学材料科学与工程学院独立完成，第一作者为材料科学与工程学院2016级本科生邹晓彬，雷宏香副教授为唯一通讯作者，得到了国家自然科学基金（11974435）和广东省自然科学基金（2018A030313498）的资助。
来源 中山大学材料学院
论文链接
https://doi.org/10.1002/adfm.202002081
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