人生病了，打针；植物“生病”了，打针；就连小小的细胞也逃不过“打针”的命运。那么，如何给细胞“打针”呢？

谁来操作

要知道，細胞的大小约在5-20μm，只有头发丝直径的四分之一。给细胞“打针”，得用多小的针？退一步讲，即使找到了这根针，谁能打这根针呢？况且，给细胞“打针”是个精细活，也是要命的活，一不小心，一个鲜活的细胞就一命呜呼。

因此，得给它找个合适的工具，微操作仪就是不二之选。所谓微操作仪，顾名思义，就是一种可以用来进行微型操作的仪器。它通过一系列机械的转换，将宏观的动作，转换成微观尺度下的移动，用它来代替人类的手。

接下来，就要解决“看得见”的问题了。看不见细胞，看不见针，一切都只是空中楼阁。在这里，我们要感谢一下17世纪的列文虎克先生。借助他发明的显微镜，人类可以看到最小为0.2μm的物品，在这个尺度下，细胞膨胀的像个史莱姆。

用什么针

光学显微镜和微操作仪就是我们的眼睛和手，现在欠缺的就是工具了。打针的材料是关键。现代医学用的针头，采用的是不锈钢金属，细长坚硬，对人体几乎没有副作用。对细胞而言，也应如此。因此，给细胞打针的针头应该是这样的：

首先，得坚硬。软绵绵的针头打在软绵绵的细胞身上，就会出现你进它退，因此，这针必须要硬。其次，要有合适的尺寸。要知道细胞也就十来微米，要想给细胞打针，针头直径得小，但也不能太小，过细易折就是这个道理。目前比较安全的尺寸大概在0.1至0.2μm之间。最后，得无毒。不能刚扎进去，细胞就含恨离世。

综上所述，硅材料是个很不错的选择，作为地壳的主要成分，无毒，坚硬。从加工的层面来看，技术成熟，随意拿捏。以湿法刻蚀得到的硅纳米线，尺径可调，长度可控，是目前最常用的细胞材料之一。

为啥给细胞“打针”

让我们回到最初的起点，给细胞“打针”有什么特殊的意义呢？其目的之一，就是将难以透过细胞膜的物质递送到细胞内。细胞吞噬物质并不是来者不拒的，这意味着一些药物与实验材料很难被输送到细胞体内。科研工作者很睿智地想到，能否像打针一样，将一些不容易进入到细胞的物质跨过细胞膜，注射入细胞体内呢？显微注射技术应运而生，并被广泛的应用于基因转染与体外受精等多个领域。不过，现在所讲的重点并不是细胞显微注射技术。

细胞“打针”技术的目的之二，就是做人类的“眼”，点亮细胞。虽然在光学显微镜下，看得见这一群趴在表面皿上的细胞，但是细胞内部是什么样子，却是很难分辨的。最大的问题就是看不见。即便是高端的光学显微镜，在分辨一些细胞器上仍显得吃力，更不用说一些蛋白质和DNA了。

细胞内部纷繁复杂，仿若一个社会。驱动蛋白顶天立地，沿着细胞骨架，刻苦“搬砖”，像极了一个又一个的科研汪，承受着生活之重。核糖体孜孜不倦，将4进制编码翻译成多肽链。线粒体，财政部门，手握大权，控制着细胞内的“货币”——ATP。细胞核，政府部门，令行禁止。细胞就是在物质与物质之间，细胞器与细胞器之间的相互合作，进行着各种各样的生命活动。看得见细胞内的各种物质，就能帮助我们了解细胞的各种生命过程。

如何点亮细胞

给细胞“打针”，打的不是别的，是内窥镜。2011年，Nanowire-based single-cell endoscopy一文中发展出了一种细胞内窥镜的设备，能够将可见光导入到细胞内，实现亚细胞区域的观察。此后，借助荧光探针技术和电化学技术，一系列可以“看见”细胞内各种物质的内窥镜诞生了。

2 0 1 8年，A d v a n c e d . Biosystems上发表了一种可以看见细胞内次氯酸含量的细胞内窥镜，借助微操作仪，将特殊制备的硅纳米线扎入细胞内，就能够检测细胞内任意位置的次氯酸（细胞内重要的活性氧物质，与消除细胞内病原体有关）浓度（硅纳米线的亮度与浓度相关），指哪儿看哪儿。

2019年，JACS上发表了一种可以看见细胞内物质NADH（又称还原性辅酶I，与ATP的合成相关）的技术，采用电化学手段，可以实时观察到细胞内NADH浓度的变化。正是这些给细胞打的“针”，使我们看得见细胞的社会。