“细胞晶体管”:开创生物电子新
马克斯普朗克研究所(德国慕尼黑)的研究人员开发了一种细胞-晶体管界面,他们认为这将开创一个生物电子学的新时代,这样细胞就可以控制和研究它而不被破坏。
在一份由大学生物化学家peterfromherz准备的报告中,活细胞生长在晶体管阵列的顶部,因此硅片可以直接监控细胞活动。这种芯片用于测试新药对活细胞的作用,然后可以立即从芯片上读出测试结果。研究人员称这种应用可以加速药物的开发。
fromherz说:“我们研究半导体和活细胞之间的电界面。”"这项基础研究为生物传感器、医学修复学、大脑研究和神经计算的未来应用提供了基础."
传统上,为了研究内部工作模式,活细胞必然会被破坏。例如,当研究各种药物对细胞中5-羟色胺含量的影响时,需要使用膜片钳电极,这使得读取进出细胞的离子流成为可能。这项技术减缓了杀死细胞的速度,并将样本的有用性限制在几个小时的测试时间内。
相反,在晶体管阵列上生长的细胞允许细胞晶体管接口起作用,只要营养物被提供给细胞。在马克斯普朗克的测试中,研究人员首先将晶体管网格直接放置在每个活细胞的血清素受体下。当受体的离子通道打开让血清素通过时,栅极的电位就会改变,从而调节晶体管的源漏电流。这项活动由计算机控制的监控电路记录下来。
研究人员还证实,他们的界面可以立即评估各种药物与血清素的剂量/效果关系。由接口提供的计算机控制意味着使用这种生物电子设备,用于药物发明测试的整个电池可以自动化。
目前,研究人员已经证实了这一概念,他们计划建立一个更通用的测试设备,以便在其他应用中使用活细胞,如毒素检测。
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