由印度理工大学主办 磁场引导的海胆状粒子
功劳:德米特里·利索夫斯基 ITMO的研究建议使用磁场控制的海胆状粒子来加速细胞中的化学反应
这项新技术将允许他们增加细胞膜的渗透性，同时保持细胞的初始结构
这可以简化物质递送并增加生物催化的速率
这项研究发表在《物理化学快报》杂志上
要将一种物质转化为另一种物质，就必须渗透到一个生物系统中，比如一个带有底物的细胞——一种可以引发一系列反应的化学物质
作为这些反应的结果，产生了一种产品，这种产品可用于随后的细胞内部的化学转化以及制造医疗或食品
控制细胞生物催化过程的主要困难是细胞膜限制了扩散的速度——或者说限制了基质对细胞的渗透
“我们可以增加细胞膜的渗透性来克服这个障碍
为此，通常使用各种化学物质
然而，这些方法可能相当有毒并且难以控制，而其他方法可能对细胞结构造成永久性损伤，”丹尼尔·克拉德科解释道，他是SCAMT的硕士学生，也是这篇论文的作者之一
ITMO的研究人员利用乙醇发酵的生化反应证明，通过使用磁场导向的特殊海胆状颗粒，可以增加膜的渗透性，从而控制生物催化
这些粒子因其表面的尖锐尖刺而得名，这些尖刺使它们看起来像海胆
面包酵母被选为实验的模式生物
为了利用酵母将底物(葡萄糖)转化为酒精，研究人员首先将海胆状颗粒加入混合物中，然后将其孵育，并将其置于磁性装置中，使其受到特定频率、强度和方向的交变磁场的作用
研究人员能够渗透到细胞膜中，并将底物输送到细胞内，而不破坏其结构或生命能力
此外，这个过程可以通过打开和关闭磁场来控制
“旋转磁场使酵母和海胆状颗粒围绕其轴旋转，这导致‘海胆’与膜相互作用:它将磁场的能量转化为膜上的机械应力
因此，当它在膜上时，它产生一个力矩，允许膜打开
时间和频率在这个实验中起着重要的作用
丹尼尔·克拉德科说:“我们需要场地来工作，并在一段时间内‘拉动’薄膜，因为尽管它看起来很脆弱，但它仍然是一个相当致密的结构。”
由此产生的技术可以应用于各种领域:例如，食品制造、制药工业和生物技术
例如，当使用酵母时，用磁场加速生物催化可以降低酵母生产的价格，从而增加市场上酵母产品的数量
基于生物合成的药物也是如此，因为新方法将增加其产量并降低其市场价格
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