研究人員發(fā)明了一種納米級(jí)電子“紋身”傳感器，它可以附著在一個(gè)活的細(xì)胞上，而不會(huì)損壞它。這一突破性的發(fā)展可以用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞健康，并使我們離疾病診斷的跨越又近了一步。

研究人員創(chuàng)造了一個(gè)金納米點(diǎn)陣列，并將其連接到單個(gè)成纖維細(xì)胞上。

約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員用金納米圖案制造了這種微型紋身傳感器，因?yàn)檫@種元素具有高導(dǎo)電性和防止信號(hào)丟失和失真的能力。他們的目標(biāo)是，彌合活細(xì)胞與傳統(tǒng)傳感器和電子材料之間的差距。

該研究的通訊作者大衛(wèi)·格雷西亞斯（David Gracias）說(shuō)：“如果你想象一下，這一切在未來(lái)的發(fā)展方向，我們希望能有傳感器來(lái)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制單個(gè)細(xì)胞的狀態(tài)，以及這些細(xì)胞周圍的實(shí)時(shí)環(huán)境。如果我們擁有追蹤分離細(xì)胞健康狀況的技術(shù)，我們也許可以更早地診斷和治療疾病，而不是等到整個(gè)器官受損。”

將電子紋身附著在人體細(xì)胞這樣小的東西上絕對(duì)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，不僅是因?yàn)榧?xì)胞的大小，還因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)需要足夠的靈活性，以適應(yīng)細(xì)胞的曲面，保持附著，還不能損壞細(xì)胞。

格雷西亞斯說(shuō)：“這就相當(dāng)于我們正在討論把類似電子紋身的東西放在比針尖小10倍的活體物體上。這是在活細(xì)胞上安裝傳感器和電子設(shè)備的第一步。”

金納米點(diǎn)和納米線被放置在硅片上，然后轉(zhuǎn)移到生物相容性海藻酸鹽水凝膠中，研究人員將其固定在大鼠腦組織和由單層活小鼠成纖維細(xì)胞組成的細(xì)胞片上 —— 這些細(xì)胞形成結(jié)締組織，支持并連接身體其他組織和器官。納米結(jié)構(gòu)與細(xì)胞的形狀一致，即使在細(xì)胞移動(dòng)的情況下也能附著16小時(shí)，而且重要的是，它們不會(huì)損傷細(xì)胞。

上圖就是放置在大鼠大腦上的納米線陣列。

格雷西亞斯說(shuō)：“我們已經(jīng)證明，我們可以將復(fù)雜的納米圖案附著在活細(xì)胞上，同時(shí)確保細(xì)胞不會(huì)死亡。這是一個(gè)非常重要的結(jié)果，細(xì)胞可以隨著紋身一起生活和移動(dòng)，而通常情況下，活細(xì)胞和工程師用來(lái)制造電子產(chǎn)品的方法之間會(huì)存在顯著的不兼容性。”

除了疾病的早期檢測(cè)，研究人員還預(yù)見(jiàn)了他們新開(kāi)發(fā)的技術(shù)的許多應(yīng)用，包括制造生物混合材料、仿生設(shè)備和生物傳感器。他們計(jì)劃嘗試創(chuàng)造更復(fù)雜的納米電路，使其能保持更長(zhǎng)時(shí)間的連接，并對(duì)不同類型的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。