探索細胞內部世界，新微型天線能從細胞角度看疾病進展

微型機器人在醫療領域的應用開發持續與時俱進，在《自然-通訊》（Nature Communications）期刊的最新論文中，麻省理工學院（MIT）團隊首次展示一種能在活細胞內無線操作的微型天線。由於細胞是生物系統組成的基礎，團隊相信細胞層級的資訊獲取，將能為基礎生物學及疾病治療提供更多新見解。

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可以在活細胞內無線操作的微型天線

一般生物電子介面的大小通常在數毫米至數公分之間，考慮到即使單細胞的變化也會影響整個生物體，人體內運用不僅具有高度侵入性，也無法提供與單個細胞無線交互所需的解析度。

相較之下，MIT 團隊開發的新型微型天線 Cell Rover 遠比細胞小得多，尺寸僅有次毫米（sub-mm）大小，在團隊針對卵母細胞（oocyte cells）的研究觀察中， Cell Rover 只佔了不到 0.05% 的細胞體積，遠低於會影響或損壞細胞的尺寸。

Cell Rover 的特殊之處不只於此。透過使用磁致伸縮（magnetostrictive）材料製造，Cell Rover 可以利用交流磁場聲學驅動，於低 MHz 頻率下諧振運作，不會產生對生命體不利的熱效應。研究團隊甚至開發了一種使用非均勻磁場的方案，能將 Cell Rover 導引進入細胞。

比起像過往那樣破壞細胞來檢查細胞質，Cell Rover 可以於細胞內監測細胞的發育或分裂，檢測不同的化學物質和生物分子或物理變化，能在活細胞內無線操作並與 3D 生物系統兼容的能力，讓 Cell Rover 具有實時監測甚至指導細胞活動的潛力。

Cell Rover 能在不破壞細胞下監測變化

從研究來看，即使在單個細胞內，使用多個 Cell Rover 來相互通訊或和細胞外通訊都是可行的。研究人員認為有了這樣的能力，Cell Rovers 在癌症和神經退行性疾病研究中可能很有價值。科學家可透過監測單細胞中的生化和電學變化，來觀察與其相關的疾病進展，或透過活細胞對不同藥物的反應來發現新藥。

像聚合物（polymers）這樣的材料會隨著化學或生物分子的變化發生質量或應力變化，研究人員認為，科學家可以使用已用於醫學和其他研究的聚合物材料與 Cell Rover 應用相整合，獲得目前涉及破壞細胞的觀察技術無法提供的全新見解。

MIT 院長 Anantha P. Chandrakasan 表示，Cell Rover 是一個創新概念，因為它可以將智慧感測、通訊技術嵌入活細胞，為極精確的診斷、治療和新藥開發帶來前所未有的機會，同時也為生物學和 IT 技術的跨界合作創造了新方向。

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