【大纪元2015年04月20日讯】将较大颗粒送入微小的细胞中而不杀死它是极其困难的，尺寸越大越难。来自台湾的加州大学洛杉矶分校副教授邱培钰 (Eric Pei-Yu Chiou) 的研究团队做到了，首次实现了向细胞高速运输大尺寸颗粒的研究，为后期改善医学及生物学研究奠定了基础。该论文发表于在2015年4月6日国际顶尖科学期刊《自然-方法》(Nature Methods) 网路版。
仍然是中华民国公民的邱培钰毕业于国立台湾大学机械系，是洛杉矶加大机械和航空航太工程及生物医学工程系副教授。他是该校来自台湾的教授群中最年轻的一位。他所领导的研究团队成功开发了一种高效的工具，可以将奈米颗粒、酶类、抗体、细菌及其他微米大尺寸的“货物”高效且高速运输至哺乳动物的细胞中，其运输速率可以达到每分钟10万个细胞，速度比目前技术快十万倍。
邱培钰表示，运输大尺寸“货物”进一颗十几微米的活细胞而不杀死它是极其困难的，尺寸越大越难，当前唯一的运输大尺寸“货物”的方法是利用他实验室先前开发的雷射微量移液管 (Photothermal Nanoblade)，这种方法要一个一个注射，速度很慢。其他的材料注入细胞的方法，如使用病毒或化学方法作为运载工具，但只能用于小分子物质，通常是几个奈米的长度。(一奈米等于千分之一微米)
这种新型设备名为生物光子雷射辅助外科工具（a biophotonic laser-assisted surgery tool , BLAST），是一种携带大量具有微米宽小孔的硅晶片(silicon chip)，每个小孔周围都由一种半圆形的钛膜所包围，而在小孔底下就是包含所运输颗粒的液体。
研究者利用脉冲雷射对钛膜进行瞬间加热，随后使得细胞附近的水层蒸发，从而形成一种气泡，就可以在细胞膜附近“爆炸”，从而可以在百万分之一秒内对细胞膜精准切割，产生一种较大的裂缝，让位于细胞底部装满大尺寸颗粒的液体挤满细胞，雷射可以在10秒内对整个硅晶片上10万个细胞进行扫描。
美国加州奈米技术研究所（the California NanoSystems Institute）成员的邱培钰表示，该技术的关键之处就在于其极高速且准确的细胞膜切割和即时输送，进入到细胞中的大尺寸“货物”可以用于进行科学研究，例如向细胞运输线粒体就可以改变细胞的代谢能力，从而研究线粒体DNA突变所引发疾病的分子机制，向细胞运输细菌可让科学家剖析病原体生命周期中的基因表达的特性，以及了解细胞的防御机制对他们的生命周期的影响。
他说：“现在你想要运送的材料，大小或类型已经无关紧要了。你可以把全数都推进细胞内。”
该论文的共同作者，也是儿科和发育病理学系主任Michael Teitell说：“从这类型的研究中获得的新资讯，将为开发新型靶向药物来治疗细菌性感染等其他疾病，提供了新的依据和思路。”
这种新型设备每次可以向10万个细胞运输“货物”，能提供大量的统计资料来分析细胞在实验中的反应。
该研究团队成员除了邱培钰之外，还包括：去年刚获博士学位的吴宜谦博士 (Yi-Chien Wu)，吴婷翔博士(Ting-Hsiang Wu)、医学副教授Daniel L Clemens、助理研究员Bai-Yu Lee、机械工程研究生Ximiao Wen、微生物医学，免疫学和分子遗传学教授Marcus A Horwitz，以及Michael A Teitell博士。
此项研究是由加州大学发现生物技术奖（University of California Discovery Biotechnology Award）、国家卫生研究院（the National Institutes of Health）、NanoCav 和国家自然科学基金（the National Science Foundation）赞助的。◇
责任编辑：方平
