新型納米晶體管在醫(yī)療檢測中的應用

據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)、英國《自然》雜志網(wǎng)站8月12日報道，美國哈佛大學化學家和工程師共同制造了一種最新的V形納米晶體管，外膜覆有一層磷脂雙分子層，能非常容易地進入細胞內(nèi)部進行檢測，而不會對細胞造成任何可見傷害。這種新設備稱為納米級場效應傳感器或納米FETs，在本周出版的《科學》雜志上也有詳細描述。它比許多病毒更小。人體細胞直徑范圍大約為從10 微米左右的神經(jīng)細胞到50微米的心臟細胞，而新型傳感器能測量5微米直徑的細胞。納米FETs有幾種系列，整體小于50納米的型號，其納米線針直徑僅有 15納米。

當前用于記錄神經(jīng)細胞及其他細胞內(nèi)電信號的玻璃吸液管只是微米級的，其上帶有一個電極，把吸液管夾在細胞膜上記錄電信號。但這項技術遠不理想，領導該研究的馬薩諸塞州劍橋和哈佛大學化學家查爾斯·列勃說，吸液管是笨重的，工作時經(jīng)常損傷細胞。

而納米FETs的外表涂有一層磷脂雙分子膜，這和細胞膜的組成是一樣的，能通過細胞膜融合，毫不費力地進入細胞內(nèi)部，這和細胞吞噬病毒或細菌的過程相似。這意味著插入納米FETs幾乎不會留下任何傷口，它可以進入并停留在細胞里面，持續(xù)不斷地檢測。

納米FETs有一個三維的靈活結構，有兩個覆膜納米線成V形60度角固定在頂端，與主體部分成120度角連接，工作時有電流通過納米晶體管。其可用于檢測細胞內(nèi)的離子變化和電子信號，尤其是神經(jīng)細胞;還可固定在受體或配體上，探測單細胞內(nèi)部的生化過程。研究小組演示了納米FETs的使用，用它刺 入一個單個培養(yǎng)的胚胎雞心臟細胞，以2.3赫茲的頻率記錄下一系列電壓峰值，和細胞跳動節(jié)律相一致。

研究人員表示，這是10年內(nèi)第一個在細胞內(nèi)部用半導體設備進行檢測的方法，是一種全新的細胞內(nèi)研究方法。他的小組已將設備用于神經(jīng)細胞，同時正在和麻省理工學院的研究小組合作，研究和納米線連結在一起的組織的生長情況。

列勃表示，他們的長期目標是將數(shù)字化和生物研究結合在一起，培養(yǎng)出人造組織，植入納米線以加強醫(yī)療監(jiān)測效果。