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- 新型納米傳感器可直接探測細(xì)胞內(nèi)部
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2010/8/19
【賽斯維傳感器網(wǎng)】據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)、英國《自然》雜志網(wǎng)站報道,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,能非常容易地進入細(xì)胞內(nèi)部進行檢測,而不會對細(xì)胞造成任何可見傷害。
這種新設(shè)備稱為納米級場效應(yīng)傳感器或納米FETs。它比許多病毒更小。人體細(xì)胞直徑范圍大約為從10微米左右的神經(jīng)細(xì)胞到50微米的心臟細(xì)胞,而新型傳感器能測量5微米直徑的細(xì)胞。
納米FETs有幾種系列,整體小于50納米的型號,其納米線針直徑僅有15納米。
當(dāng)前用于記錄神經(jīng)細(xì)胞及其他細(xì)胞內(nèi)電信號的玻璃吸液管只是微米級的,其上帶有一個電極,把吸液管夾在細(xì)胞膜上記錄電信號。
但這項技術(shù)遠(yuǎn)不理想,領(lǐng)導(dǎo)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,吸液管是笨重的,工作時經(jīng)常損傷細(xì)胞。
而納米FETs的外表涂有一層磷脂雙分子膜,這和細(xì)胞膜的組成是一樣的,能通過細(xì)胞膜融合,毫不費力地進入細(xì)胞內(nèi)部,這和細(xì)胞吞噬病毒或細(xì)菌的過程相似。這意味著插入納米FETs幾乎不會留下任何傷口,它可以進入并停留在細(xì)胞里面,持續(xù)不斷地檢測。
納米FETs有一個三維的靈活結(jié)構(gòu),有兩個覆膜納米線成V形60度角固定在頂端,與主體部分成120度角連接,工作時有電流通過納米晶體管。其可用于檢測細(xì)胞內(nèi)的離子變化和電子信號,尤其是神經(jīng)細(xì)胞;還可固定在受體或配體上,探測單細(xì)胞內(nèi)部的生化過程。研究小組演示了納米FETs的使用,用它刺入一個單個培養(yǎng)的胚胎雞心臟細(xì)胞,以2.3赫茲的頻率記錄下一系列電壓峰值,和細(xì)胞跳動節(jié)律相一致。
研究人員表示,這是10年內(nèi)第一個在細(xì)胞內(nèi)部用半導(dǎo)體設(shè)備進行檢測的方法,是一種全新的細(xì)胞內(nèi)研究方法。他的小組已將設(shè)備用于神經(jīng)細(xì)胞,同時正在和麻省理工學(xué)院的研究小組合作,研究和納米線連結(jié)在一起的組織的生長情況。
列勃表示,他們的長期目標(biāo)是將數(shù)字化和生物研究結(jié)合在一起,培養(yǎng)出人造組織,植入納米線以加強醫(yī)療監(jiān)測效果。