Advanced Functional Materials:纳米针阵列:新型的细胞介入技术

如何有效地、非破坏性地介入活细胞内是生物传感研究领域的关键科学难题,其对生物细胞的基础研究及其众多应用领域例如药物递送、神经电信号记录、生化信号传感等至关重要。现有的细胞介入手段主要有基于生物/化学载药系统的内吞、电穿孔、贴片钳等。虽然上述技术在细胞介入领域已取得了一定成功,但仍存在效率低、通量低、细胞特异性差、细胞存活率低或安全性差等一系列问题。虽然细胞膜的磷脂双分子层厚度仅为数纳米,但其却对大多数含水物质和探针进入细胞质带来了巨大挑战。近年来,纳米针阵列利用其尖锐的针状结构,实现了在微创式穿透细胞膜,从而能对活细胞内的生物行为进行精准地调控或监测。近些年,该研究领域发展迅速,已取得了一系列重要研究成果,已成为备受关注的研究领域。纳米针阵列也被认为是一种新型、高效率、高通量、高安全性和较好可扩展性的细胞介入技术。

最近中山大学电子与信息工程学院谢曦教授团队在Advanced Functional Materials上发表了题为“Nanoneedle Platforms: The Many Ways to Pierce Cell Membrane”的综述论文,结合课题组前期工作基础系统地、全面地概述了近年来纳米针阵列在生物应用领域取得的进展。文章从纳米针阵列的制备原理、细胞膜穿透的机制与策略、和生物安全性等多方面总结了纳米针阵列作为新型细胞介入技术的研究进展以及机遇和挑战,并详细评述了纳米针阵列在细胞内药物释放,生物电信号记录、以及生化信号传感等多领域的应用和前景。该综述对纳米针阵列的深入研究及临床转化应用等相关领域具有指导意义。(Nanoneedle Platforms: The Many Ways to Pierce Cell Membrane,Adv. Funct. Mater. 2020, DOI: adfm.201909890)。本文的第一作者是何根副研究员,谢曦教授为通讯作者。