MaxPlanckInstitute(德國(guó)慕尼黑)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種細(xì)胞晶體管(Cell-transistor)界面，他們認(rèn)為此舉將開(kāi)創(chuàng)生物電子的新時(shí)代，從而能讓細(xì)胞在不受破壞的過(guò)程中，對(duì)它進(jìn)行控制和研究。
在一次由學(xué)院生物化學(xué)家PeterFromherz準(zhǔn)備的展示中，活細(xì)胞在晶體管陣列的上部生長(zhǎng)，因此使得硅芯片能直接的監(jiān)控細(xì)胞的活動(dòng)。這種芯片被用來(lái)測(cè)試新藥對(duì)活細(xì)胞的效果,然后測(cè)試結(jié)果能立即從芯片中讀取出來(lái)，研究人員稱(chēng)這一應(yīng)用可加速藥品的開(kāi)發(fā)。
“我們研究半導(dǎo)體和活細(xì)胞的電界面，”Fromherz說(shuō)，“這一基礎(chǔ)的研究為將來(lái)在生物傳感器、醫(yī)學(xué)修復(fù)術(shù)、腦研究和神經(jīng)計(jì)算的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)?！?
傳統(tǒng)上，為了研究?jī)?nèi)部的工作方式，活細(xì)胞必然會(huì)遭到破壞。例如，在研究各種藥物對(duì)細(xì)胞中血清素含量的影響時(shí)，要求應(yīng)用片鉗電極(patch- clampelectrode)，從而使讀取進(jìn)出細(xì)胞的離子流成為可能。這一技術(shù)使殺死細(xì)胞的速度放緩，并且把樣本的有用性限定到了幾個(gè)小時(shí)的測(cè)試時(shí)間。
相比之下，在晶體管陣列上正在生長(zhǎng)的細(xì)胞允許細(xì)胞晶體管界面發(fā)揮作用，只要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被供給到細(xì)胞。在MaxPlanck的測(cè)試中，研究人員首先把直接放在血清素受體下放置的晶體管柵極放在每個(gè)活細(xì)胞上。當(dāng)受體的離子通道打開(kāi)讓血清素通過(guò)時(shí)，柵極的電位出現(xiàn)了變化，從而調(diào)節(jié)了晶體管的源-漏電流。這一活動(dòng)用計(jì)算機(jī)控制的監(jiān)控電路進(jìn)行了記錄。
研究人員也證實(shí)了他們的界面能立即就各種藥物對(duì)血清素的劑量/效果關(guān)系作出評(píng)估。由界面所提供的計(jì)算機(jī)控制暗示，利用這樣的生物電子器件，藥物發(fā)明測(cè)試的整個(gè)電池可以被自動(dòng)化(地實(shí)現(xiàn))。
目前，研究人員已經(jīng)對(duì)這一概念進(jìn)行了證實(shí)，他們計(jì)劃建立一個(gè)更為通用的測(cè)試裝置，以期把活細(xì)胞利用到像毒素檢測(cè)這樣的其它應(yīng)用當(dāng)中。
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