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韓國開發(fā)出持續(xù)5天的人造細胞膜 可保持穩(wěn)定超過50天

時間：2022-05-24 14:18:16    來源：前瞻網(wǎng)    

細胞膜包含一個親水的外部和一個疏水的內部，像水龍頭一樣打開和關閉離子通道，并將物理化學刺激轉化為電信號，然后傳遞給細胞。然而，迄今為止，人造細胞膜結構最多只能持續(xù)5天。

近日，韓國科學技術研究院(KIST)腦科學研究所宣布，他們開發(fā)出一種可在硅襯底上保持穩(wěn)定超過50天的人工細胞膜。這是模擬薄膜結構的人工細胞領域取得的新成就，也是該領域報道的最長時間。

2018年，KIST團隊創(chuàng)造了一種持續(xù)5天的人造細胞膜。2019年，他們還演示了如何將正離子轉移到具有人造細胞膜的結構內部，該人造細胞膜表面附有蛋白，證實了其生物傳感器的應用潛力。

然而，對于人工細胞膜的生命科學研究和生物傳感器的實際商業(yè)化來說，人造細胞膜至少要有一個月的耐久性。為了延長它的穩(wěn)定性時間，KIST 研究小組專注于一種稱為嵌段共聚物(BCP) 的材料。BCP 是由兩個或多個嵌段組成的大分子，它們可以重復排列成一長排具有抵消特性的嵌段，模擬人體細胞膜的親水性和疏水性。

研究團隊還開發(fā)了一種技術，在硅基板上定期排列數(shù)萬個直徑為8微米的孔，并通過表面處理將特定量的BCP溶液插入每個孔中，然后將其干燥。通過在微流體通道的上板電極和下硅基板之間施加電場，可調諧地創(chuàng)建肥皂泡形、細長橢圓形或細管形BCP雙層結構。這個過程導致團隊發(fā)現(xiàn)了根據(jù)溶液濃度和施加的電場頻率維持結構的可能性，也提出了一種可自由控制人造細胞膜大小和形狀的方法。

通過在三維雙層BCP結構的外部填充具有與人體物質相似的彈性和回彈性特性的多孔水凝膠，KIST團隊最終創(chuàng)造了一種可保持穩(wěn)定超過50天的人造細胞膜。

研究作者Tae Song Kim 博士表示，該項研究為人工細胞膜的大面積陣列制造開辟了道路，有望進一步發(fā)展成為生物功能研究的平臺技術，以確定類似于細胞功能的超靈敏生物傳感器的功能，新藥開發(fā)的藥特篩選以及大腦中的神經(jīng)遞質和激素。

該研究論文題為“Tunable and scalable fabrication of block copolymer-based 3D polymorphic artificial cell membrane array”，已發(fā)表在《自然-通訊》期刊上。

標簽： 人造細胞膜 人造細胞膜時間 關閉離子通道 人造細胞膜結構

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