治療性外源大分子（如多糖、蛋白質、RNA、DNA和藥物分子等）的細胞傳輸是生物科學和生物醫學工程研究中的一種重要手段，能夠有效用于細胞工程以及癌癥等多種疾病的治療。關于外源大分子的細胞傳輸方法的研究也一直受到各國科研工作者的密切關注。目前常用的傳輸方法往往難以同時滿足高傳輸效率和低細胞毒性這兩個基本條件。因此，如何在保證傳輸安全性、減小細胞毒性的前提下提高外源大分子的細胞傳輸效率是目前該領域的一個研究熱點和難點。

蘇州大學材料與化學化工學部大分子與生物表界面實驗室（MacBio）在多年以來生物材料表界面的研究積累之上，開發了一種基于表面輔助光致穿孔實現外源大分子向細胞內傳輸的方法。該方法巧妙利用了納米材料表面在近紅外激光照射下產生的光熱效應，在沒有外加載體，不損失細胞活性的前提下，實現了多種不同種類外源大分子（包括多糖分子、質粒DNA）向多種細胞的傳輸。對于常規細胞系（如HeLa細胞），該方法可以實現對多糖分子與質粒DNA近99%的傳輸效率，且很好地保持了細胞活性。對于難轉染的細胞系，例如小鼠胚胎成纖維細胞（mEFs），該方法在沒有載體的情況下的轉染效率遠遠優于商品化轉染試劑Lipofectamine 2000（53% 對19%）。而對于應用Lipofectamine2000更難轉染的人臍帶靜脈內皮細胞（HUVECs），在Lipofectamine2000復合的基礎上結合該方法，可以將轉染效率從8%大幅提升到44%。更重要的是，由于本體系中材料表面上的納米粒子彼此緊密結合，該方法能夠有效避免由于單個納米粒子進入細胞而導致的潛在細胞毒性問題。該方法不同于傳統的大分子傳輸方法（如載體法、電轉法等），通過優化條件，能夠同時實現高細胞活性與高轉染效率，為外源性大分子的細胞傳輸提供了一種可靠的新方法。

圖1 表面輔助光致穿孔實現外源大分子向細胞內的傳輸的示意圖

圖2 表面輔助光致穿孔方法實現GFP向mEFs細胞內轉染與Lipofectamine 2000復合轉染效率對照

圖3 Lipofectamine 2000復合結合表面輔助光致穿孔方法后實現GFP向HUVECs細胞內轉染與單純Lipofectamine 2000復合轉染效率對照

該研究成果近期作為內封面（Inside Front Cover）文章在《功能材料》（Advanced Functional Materials）雜志上報道，共同*作者是博士生呂仲林和周峰博士，共同通訊作者是于謙副教授和陳紅教授，同時已申報國家發明。目前該技術已由相關生物科技有限公司轉化，成功研制出了*代全自動表面輔助光致穿孔大分子傳輸儀，不久的將來即可將該儀器推向需求市場。

該研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和江蘇高校優勢學科建設工程資助項目的大力支持。