微型无线天线利用光来解开细胞通信的秘密

麻省理工学院的科学家开发了一项突破性技术,利用微型无线天线来监测细胞的通信方式。这些天线称为 OCEAN(有机电散射天线),利用光来检测微小的电信号,从而无需电线,使研究生物系统变得更加容易。这项创新可以更好地理解疾病,例如 […] 微型无线天线利用光来揭开细胞通信的秘密,最早出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
图片来源:Marta Airaghi 和 Benoit Desbiolles。
图片来源:Marta Airaghi 和 Benoit Desbiolles。

麻省理工学院的科学家开发出一种突破性技术,利用微型无线天线监测细胞通信方式。

这些天线称为 OCEAN(有机电散射天线),利用光来检测微小的电信号,从而无需电线,使研究生物系统变得更加容易。

这项创新可以让我们更好地了解心律失常和阿尔茨海默氏症等疾病,并为改进治疗和诊断铺平道路。

体内的细胞使用电信号进行通信,就像大脑中的神经元或协调心跳的心脏细胞一样。

了解这些信号对于研究细胞如何工作以及疾病的发生原因至关重要。

传统的监测电信号的设备依赖于电线和放大器,这限制了可以一次记录的信号数量。这限制了科学家可以收集的有关蜂窝通信的信息。

为了解决这个问题,麻省理工学院的研究人员开发了一种无线的、基于光的系统,可以以极高的精度和高分辨率测量这些信号。

这些微型天线不使用电线,而是通过响应环境变化而散射光来检测电信号。

OCEAN 由一种名为 PEDOT:PSS 的特殊聚合物制成。这种材料与周围液体环境中的离子相互作用。当天线附近有电活动时,聚合物会吸引或排斥正离子,从而改变其化学结构。

这会影响一种称为折射率的属性,从而改变聚合物散射光的方式。

为了记录这些变化,科学家将光照射到天线上。散射光的强度与液体中的电信号成比例变化。

使用光学显微镜,研究人员可以捕捉散射光并解码电信号。