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       生物電子學(xué)zui大膽的研究方向或許是將生物組織與電子在細(xì)胞層面相結(jié)合。哈佛大學(xué)化學(xué)家Charles Lieber和同事在過(guò)去20年間將心血傾注于一項(xiàng)研究：他們將超薄納米線從原子標(biāo)度大小開(kāi)始培養(yǎng)，并將它設(shè)計(jì)成具有晶體管等電子設(shè)備功能的材料。因?yàn)橐诩?xì)胞內(nèi)模擬和影響生物的機(jī)能，尺寸是個(gè)問(wèn)題，而納米級(jí)設(shè)備的大小非常合適。Lieber說(shuō)：“納米級(jí)設(shè)備非常契合電子接口尺寸的要求。”神經(jīng)元內(nèi)的離子通道寬度小于10納米，神經(jīng)突觸間的節(jié)點(diǎn)寬度小于100納米，而神經(jīng)元本身也不過(guò)微米大小。因此，納米級(jí)設(shè)備的出現(xiàn)將帶來(lái)革命性的發(fā)展。

　　Lieber團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過(guò)利用納米線制作出了納米級(jí)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、發(fā)光二極管以及光伏電池。他們?cè)诮诎l(fā)布的一系列論文中闡述了自己是如何通過(guò)利用這些納米級(jí)設(shè)備追蹤神經(jīng)活動(dòng)的。他們還準(zhǔn)備了可進(jìn)入神經(jīng)元的納米線探針，并在探針上安置了多種晶體管記錄儀。

　　上世紀(jì)70年代，膜片鉗探針的出現(xiàn)使得監(jiān)控獨(dú)立細(xì)胞間的活動(dòng)成為可能，但膜片鉗探針不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。而這種新型的納米線技術(shù)，按照Lieber的話來(lái)說(shuō)是“繼膜片鉗探針技術(shù)之后，*稱得上新技術(shù)的記錄方法”。

　　另一種納米層級(jí)新設(shè)備是利用光脈沖來(lái)控制老鼠的基因表達(dá)。為了開(kāi)展研究，研究人員必須把老鼠固定在復(fù)雜的電子設(shè)備上以改變它的自然習(xí)性。Rogers和同事在4月12日出版的《科學(xué)》雜志上描述了他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將納米級(jí)發(fā)光二極管安置在納米級(jí)細(xì)線的末端，這些細(xì)線很柔韌但卻可以穿透老鼠的大腦組織，并通過(guò)光喚醒老鼠大腦內(nèi)特定的基因。這種納米帶可以接收附近的大腦無(wú)線電波并將它們轉(zhuǎn)換成電流。之后，研究員在老鼠頭部附近安置了一臺(tái)無(wú)線電源，打開(kāi)發(fā)光二極管的開(kāi)關(guān)，老鼠特定的基因表達(dá)隨之出現(xiàn)。Rogers認(rèn)為這項(xiàng)新技術(shù)預(yù)示著一種新應(yīng)用：自我供電的生物電子裝置將被植入多種器官，并能夠控制這些器官的功能。

　　Lieber團(tuán)隊(duì)的研究成果使得這種新應(yīng)用指日可待。該團(tuán)隊(duì)制造出了配備有內(nèi)置晶體管的3D硅納米線網(wǎng)。他們將硅納米線網(wǎng)用作生物組織培養(yǎng)平臺(tái)，以培養(yǎng)心肌細(xì)胞或者神經(jīng)元。晶體管陣列可以監(jiān)控生長(zhǎng)中的生物組織的電子活動(dòng)，并追蹤這些組織對(duì)例如用于刺激心臟細(xì)胞收縮的去甲腎上腺素等藥物的反應(yīng)。