机器人抓细胞!超微型机器人助力单细胞筛查生物医学科技发展科普 #机器人 #科技 #科普 #微观世界 #细胞 匈牙利科学院生物研究中心开发了一类软体微型机器人,可在显微尺度下抓取和移动单个细胞。该研究成果发表在 Advanced Materials 期刊上,展示了这些柔性微机器人能够在微流体环境中捕获、运输并释放单个细胞,而且无需对细胞进行特殊预处理。 这类“夹细胞”的软体微机器人是一种工作在单细胞尺度上的精密操作工具,其核心意义不在于像传统机器人那样自主行动,而在于把人类对生命的操控精度第一次推进到单个活细胞层面。它们的尺寸通常在十到几十微米之间,大致与人体细胞相当,比一根头发的直径小一个数量级,因此无法用传统机械加工制造,而是通过两光子聚合等微纳三维激光打印技术,在光敏高分子树脂中逐点“写”出立体结构。激光只在焦点极小体积内触发聚合反应,使得研究人员能够在液态树脂中直接构建柔软、可弯曲、具有铰链和夹爪结构的微型器件。 这些微机器人本身不包含芯片、电池或传感器,也不具备自主决策能力,它们更像是显微镜下的“微型手术工具”。其运动与操作依赖外部激光产生的光学力,即光学镊子效应。当高度聚焦的激光照射到微机器人特定位置时,会产生稳定的光学力场,将其“抓住”并推动、旋转或使其发生可控形变。科学家通过计算机实时控制激光的位置、强度和方向,就能像隔空操作一样操纵微机器人完成精细动作,而并非依靠电场或电泳效应。 在实验中,这类软体微机器人可以接近单个活细胞,用柔性结构将细胞夹持、移动、旋转并在指定位置释放,同时避免直接用激光照射细胞本身,从而降低光损伤风险。这使得研究人员能够在不破坏细胞活性的前提下,精确选择特定细胞进行观察、测序或后续实验操作。与传统依赖随机取样的方法相比,这种方式可以实现“定点取证”,例如从复杂组织中挑出最关键、最危险或最具代表性的细胞。 这种技术的重要意义不在于未来逐个“夹走”体内所有癌细胞,而在于为单细胞医学提供一种前所未有的操控手段。通过与单细胞测序、细胞配对实验等技术结合,研究人员可以更清楚地理解疾病是由哪些细胞、在什么状态下发生的,从而推动精准医疗的发展。可以说,这类夹细胞的微机器人并不是微型外科医生,而是单细胞层面的“工程工具”和“放大镜”,它们让人类第一次能够在活体生命的最小功能单位上进行精确、可重复的物理操作,为未来医学和生命科学的深度变革奠定了基础。
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《细胞》 思维导图 细胞是构成生物体的基本结构和行使各项功能的基本单位。 所有细胞都是由水、盐类、核酸、蛋白质、糖、脂类 以及其他各种微量物质组成的 细胞具有各种生命现象,如新陈代谢 生长和发育,繁殖,遗传和变异等 那么细胞有多大呢 细胞的大小差异很大 最小的独立生存的细胞是一种称为支原体的细菌, 直径只有 0.1 微米。 大多数动物细胞的直径在 10 至20 微米之间。 植物细胞略微大些 卵细胞属于大型细胞 细胞是什么形状的呢? 细胞的形态多样,有球形、杆形、星形、梭形、圆柱形等。 细胞依照在各种组织和器官中所承担的功能不同, 分化成各种不同的形状。 细胞是如何分类的呢 根据有无细胞核 可将细胞分为原核细胞和真核细胞两大类 细菌和其他微生物的细胞 没有细胞核或线粒体称为原核细胞。 其他细胞,如动物细胞和植物细胞都有细胞核,称做真核细胞。 真核细胞是最常见的细胞。 细胞有什么样的结构呢 典型的细胞由细胞膜、细胞质和细胞核构成。 细胞膜是由蛋白质分子和脂类分子组成的薄膜, 允许水和氧气等小分子物质自由通过。 细胞质是细胞膜包着的黏稠透明的物质, 里面包含着许多细胞器 如动物细胞中有线粒体, 植物植中有叶绿体 细胞核通常位于细胞的中央, 是由更加黏稠的物质构成的, 里面含有与遗传有关的染色体等物质 细胞也有新陈代谢 细胞的存活依靠各种物质的不断转换与代谢。 代谢过程将储存在细胞中某些物质的能量进行转换 再在需要的地方释放出来, 以产生维持体温的热或能使肌肉做功的机械能。 另外, 代谢过程还能使细胞释放出激素和消化液 细胞靠分裂繁殖。 繁殖是生物体生长、发育的基础, 包括核分裂和胞质分裂两步。 在核分裂过程中,母细胞把遗传物质传给子细胞。 在真核生物中,细胞的核分裂分 有丝分裂、减数分裂和无丝分裂三种, 其中减数分裂仅在有性生殖的生物中进行
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