工程师们已经开发出纳米级纹身——附着在活细胞上的点和线——这一突破使研究人员离追踪单个细胞的健康又近了一步。
这项新技术首次允许将光学元件或电子元件放置在活细胞上，这种纹身式阵列可以粘附在细胞上，同时弯曲并符合细胞潮湿和流体的外部结构。
约翰·霍普金斯大学化学和生物分子工程学教授大卫·格拉西亚斯(David Gracias)领导了这项技术的开发，他说:“如果你想象一下未来的发展方向，我们希望有传感器可以远程监测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。”
细节发表在《纳米快报》上。
格拉西亚斯致力于开发对人体无毒无创的生物传感器技术，他说，纹身弥合了活细胞或组织与传统传感器和电子材料之间的差距。它们本质上就像条形码或QR码，他说。
“我们说的是比如放个电子的东西在比针尖小几十倍的活体物体上纹身，”格雷西亚斯说。“这是向安装传感器和电子设备迈出的第一步nic在活细胞上。”
即使细胞移动，这种结构也能粘在软细胞上16小时。
研究人员以金阵列的形式制作了纹身，这种材料以防止电子线路中的信号丢失或失真而闻名。他们将这些阵列连接到制造和维持人体组织的细胞上，这种细胞被称为成纤维细胞。然后用分子胶处理这些阵列，然后用海藻酸盐水凝胶膜转移到细胞上。海藻酸盐水凝胶膜是一种凝胶状的层叠物，在金附着在细胞上后可以溶解。阵列上的分子胶与细胞分泌的一种叫做细胞外基质的薄膜结合在一起。
之前的研究已经展示了如何使用水凝胶将纳米技术粘在人类皮肤和动物内脏上。通过展示如何将纳米线和纳米点粘附到单细胞上，Gracias的团队解决了在单细胞水平上使光学传感器和电子设备与生物物质兼容的长期挑战。
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，因为活细胞和工程师用来制造电子产品的方法之间通常存在显著的不兼容性。”
该团队将点和线以阵列形式连接起来的能力也至关重要。为了使用这项技术来追踪生物信息，研究人员必须能够将传感器和线路排列成特定的模式，就像它们在电子芯片中的排列方式一样。
“这是一个具有特定间距的阵列，”格雷西亚斯解释说，“而不是一堆随意的点。”
该团队计划尝试安装更复杂的纳米电路，使其能在原位停留更长的时间。他们还想用不同类型的细胞进行实验。
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