美國科學(xué)家開發(fā)出一種針對細(xì)胞膜的磁性納米粒子，可以使科學(xué)家遠(yuǎn)程控制細(xì)胞離子通道、神經(jīng)元，甚至能夠控制動物行為。該研究結(jié)果近期發(fā)表在《自然—納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology ）雜志上。
布法羅大學(xué)研究小組所開發(fā)的這種磁性納米粒子大小只有6納米，很容易在細(xì)胞間擴(kuò)散。研究人員首先將納米粒子固定在細(xì)胞膜上，然后利用高周波磁場對其加熱，從而刺激細(xì)胞。鑒于這種方法可以比較大范圍均勻地刺激細(xì)胞，科學(xué)家認(rèn)為該方法今后可以在人體內(nèi)應(yīng)用。
研究人員目前已證明該方法可以打開鈣離子通道，激活通過細(xì)胞培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞，甚至可以操縱微小線蟲的運動。當(dāng)研究人員將磁性納米粒子固定在線蟲的口部，開始線蟲只是爬來爬去。不過，當(dāng)科學(xué)家將磁性納米粒子加熱至34攝氏度后，就能夠控制線蟲的前進(jìn)和后退了。
該研究小組還發(fā)明了一種熒光探針，能夠根據(jù)熒光強度的變化，來測量納米粒子是否被加熱到34攝氏度，這種熒光探針可以說是一個納米溫度計。
這項研究具有廣泛的應(yīng)用價值，比如在癌癥治療中，科學(xué)家可針對選定的蛋白質(zhì)或特定組織進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，從而開發(fā)出新型癌癥治療方法。此外在糖尿病治療方面，也可以遠(yuǎn)程刺激胰腺細(xì)胞釋放胰島素。該方法還可應(yīng)用于某些因刺激不足導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
科學(xué)家表示這種方法非常重要，由于該方法只會加熱細(xì)胞膜，而細(xì)胞內(nèi)的溫度沒有發(fā)生變化，因此不會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。通過開發(fā)這種方法，科學(xué)家能夠利用磁場在體外和體內(nèi)刺激細(xì)胞，幫助理解細(xì)胞的信號網(wǎng)絡(luò)，以及控制動物的行為。