텔아비브 대학교(TAU)의 연구원들은 단일 생물학적 세포 크기의 새로운 "하이브리드 마이크로 로봇"을 개발했다. 이것은 전기 및 자기의 두 가지 다른 메커니즘을 사용하여 제어 및 이동할 수 있다.

이 작은 구형 장치는 생물학적 샘플의 서로 다른 세포 사이를 탐색하고, 서로 다른 세포 유형을 구별하고, 건강한지 죽어가는지를 식별한 다음 유전자 분석과 같은 추가 연구를 위해 원하는 세포를 운반할 수 있다. 마이크로 로봇은 또한 포획된 표적 단일 세포에 약물 및/또는 유전자를 형질 감염시킬 수 있다.

연구원에 따르면 개발은 '단일 세포 분석'이라는 중요한 분야의 연구를 촉진하고 의료 진단, 약물 수송 및 스크리닝, 수술 및 환경 보호에 사용하는 데 도움이 될 수 있다.

TAU의 미세유체 및 나노로봇 연구실의 Gilad Yossifon 교수는 "자율적으로 움직이는 로봇의 능력 개발은 박테리아와 정자 세포와 같은 생물학적 미세 수영자로부터 영감을 받았다."라고 설명한다. "이것은 연구 도구뿐만 아니라 의학 및 환경과 같은 분야에서 다양한 용도로 빠르게 발전하고 있는 혁신적인 연구 분야이다."

Yossifon 교수와 그의 팀은 마이크로 로봇의 능력을 시연하기 위해 그것을 사용하여 단일 혈액, 암세포 및 단일 박테리아를 포획하고 생존 수준이 다른 세포(예: 건강한 세포, 손상된 세포)를 구별할 수 있음을 보여주었다. 약물에 의해 또는 세포가 죽거나 세포 사멸이라고 하는 자연적인 '자살' 과정을 겪고 있다(이러한 구분은 예를 들어 항암제를 개발할 때 중요할 수 있다).

원하는 세포를 식별한 후 마이크로 로봇은 세포를 포획하고 추가 분석이 가능한 곳으로 세포를 옮겼다. 또 다른 중요한 혁신은 라벨이 지정되지 않은 표적 세포를 식별하는 마이크로 로봇의 기능이다. 세포의 고유한 전기적 특성을 기반으로 내장된 감지 메커니즘을 사용하여 세포의 유형과 상태(예: 건강 정도)를 인식할 수 있다.

Yossifon은 "우리의 새로운 개발은 전기 및 자기의 두 가지 다른 메커니즘에 의한 하이브리드 추진 및 탐색이라는 두 가지 주요 측면에서 기술을 크게 발전시킨다. 태깅, 로컬 테스트 또는 검색 및 외부 기기로의 전송이 필요하다. 이 연구는 체외 분석을 위해 실험실의 생물학적 샘플에 대해 수행되었지만 미래에는 내부에서도 작동할 마이크로 로봇을 개발하는 것이 목적이다. 신체 – 예를 들어 표적을 정확하게 안내할 수 있는 효과적인 약물 운반체이다.

"지금까지 전기 유도 메커니즘을 기반으로 작동해 온 마이크로 로봇은 전기 구동이 덜 효과적인 생리적 환경과 같이 상대적으로 높은 전기 전도성을 특징으로 하는 특정 환경에서 효과적이지 않았다. 환경의 전기 전도도에 관계없이 매우 효과적이다."

Yossifon 교수는 다음과 같이 결론을 내린다.

"우리는 현장에 크게 기여하는 중요한 기능을 갖춘 혁신적인 마이크로 로봇을 개발했다. 전기장과 자기장의 조합을 통한 하이브리드 추진 및 항법, 뿐만 아니라 생리학적 환경에서 단일 세포를 식별, 포획 및 운반하는 능력도 있다. 이러한 기능은 연구뿐만 아니라 다양한 응용 분야와 관련이 있다. 이 기술은 단일 세포 수준에서 의료 진단, 약물 또는 유전자를 세포에 도입, 유전자 편집, 약물을 체내 목적지로 운반, 오염 입자로부터 환경 청소, 약물 개발, '입자에 대한 실험실' 즉, 미세 입자만 접근할 수 있는 장소에서 진단을 수행하도록 설계된 현미경 실험실.”을 지원한다.