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來(lái)源：西班牙國(guó)家研究委員會(huì)（CSIC）

心電圖是幾乎每個(gè)患者在手術(shù)或其他健康干預(yù)措施之前必須面對(duì)的測(cè)試之一。為了執(zhí)行此篩選，醫(yī)生通常使用一組電極，這些電極能夠記錄心臟的電活動(dòng)。問(wèn)題是：當(dāng)信號(hào)小得多時(shí)，例如，當(dāng)您要觀察組織中的小細(xì)胞簇或一組細(xì)胞的活動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？

多年來(lái)，科學(xué)家們一直在解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榻鉀Q這一缺陷可能為藥物開(kāi)發(fā)和篩選鋪平道路。同樣重要的是，這些技術(shù)的發(fā)展以及多能干細(xì)胞衍生物的使用不僅為心臟領(lǐng)域的立即應(yīng)用打開(kāi)了大門，而且為其他重要的研究領(lǐng)域（例如神經(jīng)領(lǐng)域）打開(kāi)了大門。

現(xiàn)在，加泰羅尼亞生物工程研究所（IBEC）的專家與巴塞羅那材料科學(xué)研究所（ICMAB-CSIC）的合作取得了新的里程碑。通過(guò)開(kāi)發(fā)一種生物平臺(tái)，該平臺(tái)在其核心中集成了一種稱為電解質(zhì)門控有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（EGOFET）的有機(jī)電子設(shè)備，研究人員已經(jīng)能夠長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視細(xì)胞和微組織的電信號(hào)。

這項(xiàng)工作是有機(jī)電子設(shè)備團(tuán)隊(duì)（由ICMAB的Marta Mas-Torrent博士領(lǐng)導(dǎo)），生物工程團(tuán)隊(duì)（由IBEC的UB教授Gabriel Gomila領(lǐng)導(dǎo)）和多細(xì)胞組織工程團(tuán)隊(duì)之間卓有成效的多學(xué)科合作的結(jié)果。（由IBEC的ICREA研究教授NúriaMontserrat領(lǐng)導(dǎo)），以及意大利博洛尼亞大學(xué)的Tobias Cramer博士在儀器開(kāi)發(fā)方面的合作。

該論文的第一作者兼研究人員Adrica Kyndiah博士說(shuō)：“看到用植入的心臟細(xì)胞開(kāi)發(fā)的電生理平臺(tái)如何運(yùn)作數(shù)周而又不降低其性能，真是令人驚訝。這種能力為生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了無(wú)盡的應(yīng)用。” IBEC。

印刷和柔性晶體管由ICMAB-CSIC的Marta Mas-Torrent博士小組制造。然后，將EGOFET的表面以及整個(gè)平臺(tái)調(diào)整為與人類多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞簇相接較長(zhǎng)時(shí)間（數(shù)周）。根據(jù)發(fā)表在《生物傳感器和生物電子學(xué)》雜志上的論文的作者所說(shuō)，使用這種EGOFET進(jìn)行生物電子記錄的主要優(yōu)勢(shì)有三方面：

首先，EGOFET由機(jī)械柔性基板上的有機(jī)材料制成，它們具有生物相容性，并且在生理環(huán)境中工作時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)大的性能。其次，與常規(guī)電極相比，晶體管無(wú)需使用外部放大器即可提供固有信號(hào)放大，從而導(dǎo)致高信噪比。第三，它在低電壓下工作，可防止細(xì)胞損壞或意外的細(xì)胞激發(fā)。

IBEC的研究人員不僅在心臟細(xì)胞和心臟微組織上測(cè)試了該設(shè)備，而且還研究了兩種著名的藥物對(duì)心臟功能的影響。因此，現(xiàn)在有可能在心肌細(xì)胞和其他多能干細(xì)胞衍生的電細(xì)胞（例如神經(jīng)元）中篩選新化合物。反過(guò)來(lái)，這種進(jìn)步將導(dǎo)致減少動(dòng)物模型在這些應(yīng)用中的使用。

根據(jù)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，該結(jié)果是概念工作的證明，可以從體外研究擴(kuò)展到器官和組織的體內(nèi)記錄，再擴(kuò)展到可監(jiān)測(cè)健康的可植入設(shè)備。

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-12-team-biotransistors-smallest.html

聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。