微型尖锐传感器FETs:可很快获得比以往更详细的心脏电信号信息

2022年01月13日 07:40 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在研究心脏疾病时,了解电信号如何通过心脏组织--乃至通过单个心脏细胞是非常重要的。现在,一种新的弹出式感官工具很快就能提供这种信息且比以前更详细。目前,加州大学圣地亚哥分校正在开发该设备,其形式是一个平坦的聚合物基底,上面镶有3D阵列的微型尖锐传感器。

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这些传感器被称为场效应晶体管(FETs),它们非常小,可以刺穿单个心脏细胞的外膜而非伤害它们--事实上,两个FETs甚至可以同时刺穿同一个细胞,在细胞的两个位置。传感器表面涂有被称为磷脂的有机分子,这使免疫系统不会将FETs视为异物。

当在心脏上安装好后,FET阵列应该能测量电信号在心脏组织和细胞中传播的方向和速度。

截止到目前,该技术已经在心肌细胞培养物和工程心脏组织上进行了测试。这些实验已经发现,电信号在细胞内的传播速度比在细胞间的传播速度快近五倍。如果在某位患者身上发现这种差异更加剧烈,它可能会指向一种特定的疾病。

“假设你正在测量一个细胞内的信号速度以及两个细胞之间的信号速度,”该研究的一篇论文的第一作者Yue Gu说道,“如果这两个速度之间有非常大的差异--也就是说,如果细胞间的速度比细胞内的速度小很多很多--那么很可能是细胞间的交界处出了问题,可能是由于纤维化。”

该设备是通过最初将FETs制造成二维形状,然后将这些形状的特定部分粘合到一个预先拉伸的弹性片上。当该片材随后被允许松动时,它在跟FETs粘合的地方发生弯曲并导致它们的点站起来。

科学家们现在正在努力将场效应晶体管阵列植入一个实际的活体动物心脏,希望有朝一日能被用于人类。他们相信,这项技术最终也可以被用来监测大脑中神经元内部(和之间)的电活动。

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