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將傳感器附著在活細胞上邁出第一步—— 單細胞納米“文身”可提前預警疾病

時間:2023-08-10 11:07:58   來源:科技日報

  美國約翰斯·霍普金斯大學工程師團隊開發(fā)出了一種納米級“文身”,呈現(xiàn)為附著在活細胞上的點和線。這一技術(shù)首次允許將光學元件或電子器件放置在帶有文身樣陣列的活細胞上,能牢固地粘貼,同時可彎曲并符合細胞潮濕和流體的外部結(jié)構(gòu)。此項突破使人們向開發(fā)出可追蹤單個細胞健康狀況的設備又近了一步。研究成果發(fā)表在最新一期《納米快報》上。

  如果有技術(shù)能追蹤單個細胞的健康狀況,人們就能更早地診斷和治療疾病,而不是等到整個器官受損才發(fā)現(xiàn)問題。此次的納米文身彌合了活細胞與傳統(tǒng)電子材料之間的差距,它們本質(zhì)上更像一組條形碼或二維碼。

  研究人員用金制成陣列形式的文身,再將陣列附著在人體成纖維細胞上,然后用分子膠處理陣列,并使用藻酸鹽水凝膠膜轉(zhuǎn)移到細胞上。藻酸鹽水凝膠膜是一種凝膠狀層壓材料,在金粘附到細胞上后可溶解,陣列上的分子膠則與細胞分泌的細胞外基質(zhì)薄膜黏合。

  實驗中,團隊不但成功將復雜的納米圖案附著到了活細胞上,同時還確保細胞不會死亡。細胞可隨著文身一起生存和移動,即使細胞移動,該結(jié)構(gòu)也能夠粘附在軟細胞上16小時。

  為了跟蹤生物信息,研究人員將傳感器和線路排列成特定模式,就像它們在電子芯片中的排列方式一樣,這種以陣列形式連接點和線的能力,對于整個設備至關(guān)重要。

  團隊表示,這一成果是將傳感器和電子器件附著在活細胞上的第一步。

  【總編輯圈點】

  人們熟悉的生物傳感器,是將傳感器技術(shù)和生物感知元素結(jié)合在一起,其可以較為精準地監(jiān)測或分析生物體的某些特征。但隨著技術(shù)不斷進步,科學家開始將生物傳感器的研究重點漸漸轉(zhuǎn)移到了活細胞上;罴毎麄鞲衅鞑⒎莿倓偝霈F(xiàn),在實驗室或部分應用中,其已經(jīng)可以幫助人們進行藥物篩選、毒理測試、化合物檢測。不過,將傳感器附著在單個獨立細胞上以預警疾病信號,此前還未有過嘗試。可以說,這是跨越生物學和工程學的又一大進步。

(責任編輯:華康)

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