合成聚合物在细胞生物学中发挥着至关重要的作用，可作为 DNA 和药物的运载载体、细胞传感的荧光探、组织工程的生物墨水以及模拟生物功能(例如人工抗原呈递细胞)。然而，在细胞内环境中合成聚合物仍然具有挑战性，因为复杂的细胞内条件可能会阻碍或抑制此类反应。

今年早些时候，中国科学院深圳先进技术研究院耿劲教授团队详细介绍了两种利用光刺激进行细胞内聚合的创新方法，并将其应用于生物医学。相关研究成果发表在《Nature Protocols》上。

在这项研究中，研究人员通过将高度生物相容性的单体引入活细胞并利用光活化，展示了聚合反应的引发，例如可逆加成-断裂链转移或自由基聚合。

他们发现光引发可以精确控制聚合过程的空间和时间，反应动力学快，生物相容性好，可在几分钟内(一般为5-10分钟，取决于波长)合成各种结构的大分子聚合物，最大程度减少细胞应激，避免细胞内容物。

与其他方法相比，所提出的方法有可能调节各种细胞功能，包括运动、分化、增殖和细胞-细胞相互作用，使其成为一种有希望的治疗干预途径。

方案论文总结了两种实现细胞内聚合的方法的技术细节：通过自由基的传统光聚合和光诱导电子/能量转移-可逆加成-断裂链转移聚合。它还为 His 标记的细胞内聚合物的合成和分离提供了指导。

耿教授表示：“在细胞内生产定制功能聚合物的能力使我们更接近先进的治疗策略和创新的生物成像方法。”“我们的研究可能代表生物医学领域一个令人着迷的前沿，为未来的发展带来巨大的希望。”