在国家自然科学基金支持下，哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室贺强教授研究团队在合成游动纳米机器用于单细胞机械穿孔研究方面取得最新进展，研究成果以“金纳米壳功能化的管状聚合物多层游动纳米机器用于单细胞光机械穿孔”为题发表于国际著名期刊《美国化学会志》 (Journal of the American Chemical Society, 影响因子14.357)。吴志光副教授和贺强教授为共同通讯作者。

  单细胞膜穿孔因其在细胞内成像、基因编辑和人工授精等领域的应用前景成为近年来的研究热点。常规的化学与物理方法，比如使用钙离子增加膜通透性、电穿孔和光穿孔，可进行大批量细胞膜穿孔，然而对于靶向单细胞的膜穿孔却难以实现。游动纳米机器是指能将周围环境中存储的化学能或其他形式能量转化为自推进运动的纳米系统，能够在各种生物流体中进行可控运动，有望实现主动靶向目标细胞并完成机械穿孔。

  该研究团队结合纳米孔模板辅助层层自组装与金种子生长法，构筑了金纳米壳功能化的管状聚合物多层纳米机器。在外源超声场下，该聚合物管状纳米机器可在流体中自主运动，主动靶向单个细胞。研究发现超声推进力和尾端金纳米壳光热效应所产生自热泳力的协同作用下，能够在0.1秒内机械打开细胞膜，使外源物质通过开孔处快速渗入细胞内。该金纳米壳功能化的管状聚合物多层纳米机器克服了以往的游动纳米机器推进力不足以打开细胞膜的问题，未来有望实现主动靶向单细胞的药物输送、细胞内成像和细胞手术等应用。

  论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13882