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浙江大学唐睿康教授团队仿生设计细胞矿化“外衣”延长存活并实现可控激活

2008-05-20 01:52 北京科技报记者采访整理 北京科技报 阅读 0
核心摘要: 浙江大学唐睿康教授团队受鸡蛋结构启发,成功为酵母细胞构建矿化保护外壳,大幅提升细胞存活率并实现可控激活。该技术不仅增强细胞环境耐受性,还具备定向输送潜力,为肿瘤治疗等生物医学应用提供创新方案。

细胞表面修饰作为生物工程领域的前沿研究方向,旨在通过构建保护性外壳来延长细胞存活时间、实现定向输送,并为肿瘤治疗等提供创新策略。浙江大学化学系教授、博士生导师唐睿康团队受自然界鸡蛋结构启发,成功为酵母细胞构建了类似蛋壳的矿化“外衣”,使细胞在常温条件下的存活率由20%提升至85%。此外,该“外衣”还能通过弱酸或超声波刺激实现脱壳激活,恢复细胞功能。

灵感来源于鸡蛋的保护机制。唐睿康教授指出,鸡蛋能够在自然环境中长时间保存,关键在于其坚固且功能多样的蛋壳。受此启发,团队尝试为细胞构建类似的保护层,以延长细胞的存活时间和稳定性。

实验过程与技术难点。初期将酵母细胞置于矿化溶液中,磷酸钙矿物在细胞表面形成不规则分布,无法形成完整的保护壳。为解决这一问题,团队模拟蛋壳中功能蛋白的作用,利用化学方法将功能高分子聚丙烯酸酯均匀覆盖于酵母细胞表面,随后在富含磷酸钙的矿化溶液中实现了均匀且完整的矿化外壳形成。

“外衣”对细胞功能的影响及激活机制。该矿化外壳显著提升了酵母细胞的环境耐受性和存活率。在常温纯水中,包裹“外衣”的酵母细胞一个月后存活率高达85%,远超未包裹的20%。此外,在溶菌酶等细胞杀伤因子作用下,包裹细胞的死亡率显著降低。包裹“外衣”使细胞进入休眠状态,且可通过弱酸或超声波刺激实现脱壳,激活细胞恢复正常代谢和功能。

应用前景与未来方向。唐睿康教授强调,该技术不仅提升了细胞的保存和运输能力,还可通过在“外衣”中嵌入纳米磁性颗粒,实现细胞的定向输送和定位释放。这一策略为肿瘤靶向治疗等临床应用提供了新思路,展示了细胞表面矿化修饰在生物医学领域的广阔应用潜力。

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