未來(lái)的生物芯片將可能塞進(jìn)你的細(xì)胞里

研究員稱，他們第一次開(kāi)發(fā)出了一種由與燃料活細(xì)胞相同的富含能量的分子驅(qū)動(dòng)的微芯片。這一進(jìn)步標(biāo)志著有朝一日可將設(shè)備植入到細(xì)胞內(nèi)，并獲取生物能量來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

三磷酸腺苷分子（ATP）儲(chǔ)存化學(xué)能量，并且在細(xì)胞內(nèi)部將能量從產(chǎn)生地運(yùn)輸?shù)较牡?。這種新型微芯片依賴于被稱之為鈉-鉀磷酸腺苷合成酶的酶類。這種分子會(huì)分解ATP,使之釋放能量，并利用這些能量將鈉、鉀離子穿透細(xì)胞膜，從而產(chǎn)生電位差。

該研究第一作者Ken Shepard說(shuō)道：「在生命系統(tǒng)中，離子泵是類似電子的組成?！顾彩歉鐐惐葋喆髮W(xué)的電子工程師，和他的同事們?cè)?2月7日版的《自然通訊》上詳述了他們的發(fā)現(xiàn)。

研究員們將豬腦中提取的鈉-鉀磷酸腺苷合成酶嵌入到了人工脂肪膜中，在這塊膜上，每平方毫米里就有超過(guò)200萬(wàn)個(gè)這樣的分子，大約是哺乳動(dòng)物神經(jīng)纖維上這種分子密度的5%.

這些離子泵產(chǎn)生了約78毫伏的電位差。兩塊這樣的細(xì)胞膜上的「生物細(xì)胞」就能夠提供足夠的電壓來(lái)啟動(dòng)一塊CMOS集成電路。這種離子泵的化學(xué)能-電能轉(zhuǎn)換效率大約為14.9%.

Shepard說(shuō)道：「這些離子泵產(chǎn)生了電場(chǎng)，能夠用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)固態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

由于ATP僅在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)，而從未在血液中發(fā)現(xiàn)過(guò)，Shepard因此警告到這種新系統(tǒng)并不適用于傳統(tǒng)的植入式醫(yī)療裝置，比如心臟起搏器。

但他也說(shuō)道：「然而，這樣的系統(tǒng)足以使我們將植入物做的足夠小從而可以植入到細(xì)胞內(nèi)。固態(tài)材料已經(jīng)用于納米粒子中，來(lái)提供不同的治療方法和成象目標(biāo)，但這些都僅僅只是無(wú)源性材料。我們的想法是制造出某種有能力計(jì)算和行動(dòng)，有能力決策并在某些方面執(zhí)行決策的東西?！?/p>

Shepard認(rèn)為，未來(lái)的研究也可能會(huì)將膜蛋白納入到電子中，比如那些對(duì)味覺(jué)和嗅覺(jué)有作用的膜蛋白。「會(huì)有很多種方式將固態(tài)系統(tǒng)和細(xì)胞生物裝置組合到一起的?！?/p>

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。