用上转换纳米粒子扩大细菌的视觉范围,并构建NIR响应的生物微机器人
Wei Xu1, Zhen Liu1, Jing Wang1
1Department of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai, China.
Journal of colloid and interface science
|December 6, 2024
概括
研究人员使用工程大肠杆菌和纳米粒子开发了新的生物微机器人. 这些由近红外光控制的机器人可以切换细菌运动状态,为向药物递送提供潜力.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 细菌的运动性对生存和环境导航至关重要,影响生物膜形成等过程.
- 目前用于控制细菌运动性的光遗传工具仅限于可见光谱.
- 近红外 (NIR) 光可以更深入地穿透组织,这表明在体内应用的优势.
研究的目的:
- 开发一种新的生物微机器人系统,用于精确控制细菌运动.
- 为了利用基因工程细菌和对NIR光响应的上转化纳米粒子.
- 为了使细菌运动状态的波长依赖的切换.
主要方法:
- 通过将基因工程大肠杆菌与直角发射向上转换纳米粒子集成来构建生物微机器人.
- 应用了980nm和808nm的NIR光来刺激上转化纳米粒子.
- 通过交替的NIR光波长观察和控制细菌运动在游泳和翻滚状态之间的过渡.
主要成果:
- 使用不同的NIR光波长 (980nm和808nm) 证明了细菌运动状态 (游泳和翻滚) 的成功切换.
- 与上转化纳米粒子集成的工程大肠杆菌细胞表现出响应性的运动性变化.
- 该系统通过NIR光刺激提供了对细菌行为的精确,非侵入性控制.
结论:
- 开发的生物微机器人系统提供了一种新的方法,用于使用NIR光控制细菌运动.
- 这项技术克服了可见光光遗传学的局限性,使其能够更深入地穿透组织.
- 潜在的应用包括有针对性的药物输送和生物系统中先进的微生物操纵.
