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UCLA研究者、大型粒子を高速で細胞に送達

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April, 21, 2015, Los Angels--UCLAの研究チームが開発した新しいデバイスは、究極的には病気の発展の研究に役立つ可能性がある。研究者は改善された画像で細胞内を見ることができ、これが医療や生物学的研究における別の改善にもつながる可能性がある。
 研究チームは、ナノ粒子、酵素、抗体、バクテリア、その他の大型カーゴーをほ乳類の細胞に10万セル/分の高速で送達する高効率自動ツールを開発した。これは、約1セル/分で機能する現在の技術と比べると著しく高速である。
 現在、最大1µmまでの粒子、いわゆる大型カーゴーを細胞に送達する唯一の方法はマイクロピペットの利用であり、これは新しい方法と比べると極端に遅い。細胞に物質を注入するための他のアプローチは、ウイルスや化学的方法を使用するが、これらは長さが数nm程度の小さな分子にしか使えない。
 新しいデバイスBLAST(biophotonic laser-assisted surgery tool)は、マイクロメートル(µm)幅の穴のアレイを備えたシリコンチップで、個々の穴は非対称半球のチタンコーティングで囲まれている。穴の下には液体の井戸(well)があり、送達される粒子はここに入っている。
 研究者がレーザパルスを用いてチタンコーティングを加熱すると、細胞部分に隣接した水層が直ちに沸騰する。これによって気泡が生じ、細胞膜近傍で気泡が破裂すると、大きな亀裂ができる。この反応は1秒の100万分の1程度しかかからない。この亀裂から、細胞下の粒子を満たした液体が細胞に押し込まれ、再び亀裂がふさがる。レーザは、約10秒でシリコンチップ全体をスキャンする。
 Henry Samueli School工学・応用科学、機械工学、航空工学、バイオエンジニアリング准教授、Eric Pei-Yu Chiou氏によると、この技術が成功する決め手は、細胞膜が瞬間的に正確に裂けること。「切断が速ければ速いほど、細胞膜の攪乱は少ない」と同氏は説明している。