科研人员开发出新型光导水凝胶可用作细胞传感器

据物理学家组织网10月22日（北京时间）报道，美国哈佛医学院和几家韩国研究所的科研人员合作，开发出一种感光水凝胶，可作为细胞支架植入活动物体内，使细胞感光，或让光与基因作用产生特殊蛋白质，用于细胞传感器或作为一种光控治疗的新方法。相关论文发表在近期《自然·光子学》杂志上。

光可以使感光细胞产生变化，也可以作为观察活体生物生理功能的手段。在生物医学领域，用高分子聚合水凝胶制作细胞支架的方法已广泛采用。虽然人们对水凝胶的生物化学与生物物理性质已相当了解，但对其潜在的光学功能还知之甚少。

本研究开发的水凝胶以聚乙烯乙二醇为基质，能与细胞结合为一体，可在活有机体中感光并用于治疗目的。研究人员通过实验小鼠的皮肤插入了一根光纤，光纤通到植入水凝胶的部位，光就能经光纤直接到达水凝胶，由水凝胶支持的细胞就会按事先编好的程序发生反应。

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在其中一项实验中，研究人员在水凝胶里填满了一种细胞，这种细胞如果暴露在某种毒素中就会发光。他们将这种水凝胶植入小鼠体内，然后给它注射了该毒素。通过反向使用光纤，就能看到水凝胶中的细胞与注入的毒素发生反应后发光。所以这项技术可作为一种毒素监测手段。在另一项实验中，他们改变了希拉细胞的基因，让它们在受到光照时能产生一种蛋白，这种蛋白能让胰腺产生更多胰岛素。这一实验证明，该水凝胶支架还可作为一种控制糖尿病的方法。

研究人员希望将来有一天，医生能把这种水凝胶植入病人体内，用来控制疾病，探测身体内部残留的毒素及其他化学药品。