美开发基于仿生技术的毒性传感器

　　[AD340X300]据Science Daily杂志报道， 美国加州大学伯克利分校的研究人员将微电子学装置与生物活性细胞相结合，发明了一种可以检测标记细胞死亡的电子信号的方法，从而为开发用于警示生化袭击或测试药物对人体组织的毒性的芯片传感器铺平了道路。
   
    这种仿生芯片由一个生活于富含营养的培养液中的细胞和两个硅电极组成。电极持续探测细胞膜并追踪通过细胞膜的电流数量。当细胞完好无损时，离子不能通过细胞膜；当细胞膜遭受破坏时，它将允许不同的离子通过细胞膜，并产生可以被容易测量的电流。细胞膜损伤程度与通过电流的数量成正比，细胞的损伤越大，电阻的变化也越大。
   
    当细胞暴露于毒剂之后，研究人员用微芯片检测细胞膜电阻的变化，从而可以在毫秒时间内实时测定细胞的生存能力（viability）。研究人员发现，当细胞暴露于毒剂后，它的电阻先是迅速升至顶峰，随后当细胞死亡时，电阻急剧下降。
   
    该项研究是加州大学伯克利分校仿生芯片研究计划的一部分，该芯片已经申请美国专利。研究人员Huang Yong 称，这种装置的优点在于它可以直接即时地检测细胞的生存能力。由于它是基于微电子机械学的单细胞分析技术，它非常适宜于微型化，可以用作战士佩带的生化传感器或是作为战场上的远程传感器。
   
    这种仿生芯片不仅可以被用于设计生化警报装置，也可以取代传统的荧光染色分析方法，作为研究细胞死亡和药物毒性的基本工具。传统的检测细胞膜渗透性的方法是比色分析法和荧光染色分析法，但是荧光染色分析法只能区分细胞的死活，却无法说明有关的具体情况，也缺乏敏感性。此外，荧光染色分析法需要至少半个小时的时间。而仿生芯片可以实时监测细胞的死亡过程。这种方法不仅可以告知细胞生存或死亡的时间，还可以知道细胞损伤的程度，而且只需几毫秒至几秒钟的时间。
   
    来源：科学探索杂志