縮小光線不再虛幻 從細胞培養基質開始

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《神偷奶爸》、《縮小人生》以及《哆拉 A 夢》提到的縮小光線,曾是孩提時代遙不可及的夢想,因為大人們總是會告知你這些都是虛構的。然而,現在德洲大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)的化學家告訴我們這是有可能的,他們已經開發出一種收縮射線,它能縮小一塊水凝膠(hydrogel)物質並且改變其形狀,而且人體細胞或細菌細胞能在該水凝膠上生長,該研究刊登於《Journal of the American Chemical Society》上。

他們使用的收縮射線其實是一種近紅外激光,能聚焦在像果凍的生長細胞材料基板內的微小點上。在微觀層面上,它由蛋白質混雜而且像一堆紗線交織在一起。當該激光撞擊基板內的某一個點時,蛋白質之間形成新的化學鍵,使它們更緊密地吸引,該變化也會改變表面形狀,因為它從下面拉緊。然後他們再持續掃描基板內特定區域的位點,以在與目標細胞相關的位置上,建立其所需的表面輪廓。

一般來說,使用加熱或化學方式來改變活細胞所在的培養基質時,會破壞其細胞或使其從表面脫落,但使用收縮射線卻無此狀況,而且它能依研究需求,形成任何 3D圖案,同時也能透過顯微鏡觀察生長的細胞。該技術也能即時改變細胞表面特徵的位置和形狀,例如將山脈變成一個小山丘或甚至一個下沉洞,進而模仿細胞生活、生長和移動的環境的動態性質。

該技術加速了細胞培養研究的進展,也進一步促進傷口癒合或神經再生的材料研發進展,該研究團隊更期待未來能幫助醫師將皮膚細胞或心臟瓣膜細胞和其培養基質植入患者內,再讓細胞們能成長。

此外,該技術也能應用於細菌菌落形成危險生物薄膜的基礎研究。微生物在醫療設備上密集生長而形成生物薄膜,進而感染醫院內的患者。科學家能夠透過該技術研究生物薄膜形成的原因,以及其即時的特徵變化,也能進一步幫助生物醫學設備的塗層開發,最後阻止其形成生物膜,並且防止患者感染。

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