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美国约翰霍普金斯大学:研发突破性的纳米级电子“纹身”传感器可以附着在单个细胞上


  来源: 传感器专家网 时间:2023-08-09 编辑:白芷
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研究人员发明了一种纳米级电子“纹身”传感器,它可以附着在一个活的细胞上,而不会损坏它。这一突破性的发展可以用于监测细胞健康,并使我们离疾病诊断的跨越又近了一步。



研究人员创造了一个金纳米点阵列,并将其连接到单个成纤维细胞上。


约翰霍普金斯大学的研究人员用金纳米图案制造了这种微型纹身传感器,因为这种元素具有高导电性和防止信号丢失和失真的能力。他们的目标是,弥合活细胞与传统传感器和电子材料之间的差距。


该研究的通讯作者大卫·格雷西亚斯(David Gracias)说:“如果你想象一下,这一切在未来的发展方向,我们希望能有传感器来远程监控和控制单个细胞的状态,以及这些细胞周围的实时环境。如果我们拥有追踪分离细胞健康状况的技术,我们也许可以更早地诊断和治疗疾病,而不是等到整个器官受损。”


将电子纹身附着在人体细胞这样小的东西上绝对是一项挑战,不仅是因为细胞的大小,还因为这种结构需要足够的灵活性,以适应细胞的曲面,保持附着,还不能损坏细胞。


格雷西亚斯说:“这就相当于我们正在讨论把类似电子纹身的东西放在比针尖小10倍的活体物体上。这是在活细胞上安装传感器和电子设备的第一步。”


金纳米点和纳米线被放置在硅片上,然后转移到生物相容性海藻酸盐水凝胶中,研究人员将其固定在大鼠脑组织和由单层活小鼠成纤维细胞组成的细胞片上 —— 这些细胞形成结缔组织,支持并连接身体其他组织和器官。纳米结构与细胞的形状一致,即使在细胞移动的情况下也能附着16小时,而且重要的是,它们不会损伤细胞。



上图就是放置在大鼠大脑上的纳米线阵列。


格雷西亚斯说:“我们已经证明,我们可以将复杂的纳米图案附着在活细胞上,同时确保细胞不会死亡。这是一个非常重要的结果,细胞可以随着纹身一起生活和移动,而通常情况下,活细胞和工程师用来制造电子产品的方法之间会存在显著的不兼容性。”


除了疾病的早期检测,研究人员还预见了他们新开发的技术的许多应用,包括制造生物混合材料、仿生设备和生物传感器。他们计划尝试创造更复杂的纳米电路,使其能保持更长时间的连接,并对不同类型的细胞进行实验。


关键词:传感器 电子纹身 约翰霍普金斯大学    浏览量:10923

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