據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)、英國《自然》雜志網(wǎng)站8月12日報道,美國哈佛大學(xué)化學(xué)家和工程師共同制造了一種最新的V形納米晶體管,外膜覆有一層磷脂雙分子層,能非常容易地進(jìn)入細胞內部進(jìn)行檢測,而不會(huì )對細胞造成任何可見(jiàn)傷害。這種新設備稱(chēng)為納米級場(chǎng)效應傳感器或納米FETs,在本周出版的《科學(xué)》雜志上也有詳細描述。它比許多病毒更小。人體細胞直徑范圍大約為從10 微米左右的神經(jīng)細胞到50微米的心臟細胞,而新型傳感器能測量5微米直徑的細胞。納米FETs有幾種系列,整體小于50納米的型號,其納米線(xiàn)針直徑僅有 15納米。 當前用于記錄神經(jīng)細胞及其他細胞內電信號的玻璃吸液管只是微米級的,其上帶有一個(gè)電極,把吸液管夾在細胞膜上記錄電信號。但這項技術(shù)遠不理想,領(lǐng)導該研究的馬薩諸塞州劍橋和哈佛大學(xué)化學(xué)家查爾斯·列勃說(shuō),吸液管是笨重的,工作時(shí)經(jīng)常損傷細胞。 而納米FETs的外表涂有一層磷脂雙分子膜,這和細胞膜的組成是一樣的,能通過(guò)細胞膜融合,毫不費力地進(jìn)入細胞內部,這和細胞吞噬病毒或細菌的過(guò)程相似。這意味著(zhù)插入納米FETs幾乎不會(huì )留下任何傷口,它可以進(jìn)入并停留在細胞里面,持續不斷地檢測。 納米FETs有一個(gè)三維的靈活結構,有兩個(gè)覆膜納米線(xiàn)成V形60度角固定在頂端,與主體部分成120度角連接,工作時(shí)有電流通過(guò)納米晶體管。其 可用于檢測細胞內的離子變化和電子信號,尤其是神經(jīng)細胞;還可固定在受體或配體上,探測單細胞內部的生化過(guò)程。研究小組演示了納米FETs的使用,用它刺 入一個(gè)單個(gè)培養的胚胎雞心臟細胞,以2.3赫茲的頻率記錄下一系列電壓峰值,和細胞跳動(dòng)節律相一致。 研究人員表示,這是10年內第一個(gè)在細胞內部用半導體設備進(jìn)行檢測的方法,是一種全新的細胞內研究方法。他的小組已將設備用于神經(jīng)細胞,同時(shí)正在和麻省理工學(xué)院的研究小組合作,研究和納米線(xiàn)連結在一起的組織的生長(cháng)情況。 列勃表示,他們的長(cháng)期目標是將數字化和生物研究結合在一起,培養出人造組織,植入納米線(xiàn)以加強醫療監測效果。 《科技日報》 |