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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(nèi)部，像水龍頭一樣打開和關(guān)閉離子通道，并將物理化學刺激轉(zhuǎn)化為電信號，然后傳遞給細胞。然而，迄今為止，人造細胞膜結(jié)構(gòu)最多只能持續(xù)5天。

近日，韓國科學技術(shù)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)移到具有人造細胞膜的結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shù)，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(diào)諧地創(chuàng)建肥皂泡形、細長橢圓形或細管形BCP雙層結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的外部填充具有與人體物質(zhì)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(shù)，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(zhì)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(guān)閉離子通道 人造細胞膜結(jié)構(gòu)

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