由南加州大学制作
新分子装置的概念图
对于人体以外的实验(体外)，该装置将嵌套在细胞膜上:当被红光激活时，“报告”分子将检测局部电场；当蓝光激活时，附着的“修饰”分子会改变电场
信用:南加州大学卡蒂亚·卡迪舍夫斯卡娅 生物电，即在我们细胞间流动的电流，是我们思考、说话和行走能力的基础
此外，越来越多的证据表明，记录和改变细胞和组织的生物电场在伤口愈合和抗击癌症和心脏病等潜在疾病方面发挥着至关重要的作用
现在，南加州大学维特比工程学院的研究人员第一次创造了一种分子设备，它可以同时做到这两点:记录和操纵周围的生物电场
这个三角形的装置由两个相连的小分子组成——比病毒小得多，直径与DNA链相似
这是一种全新的材料，可以在不损伤附近细胞和组织的情况下“读写”电场
这两个分子中的每一个都由一个短的碳原子链连接，它们有各自独立的功能:一个分子充当“传感器”或检测器，当被红光触发时，它测量局部电场；第二个分子“改性剂”在蓝光照射下会产生额外的电子
值得注意的是，每个功能都由不同波长的光独立控制
尽管不打算用于人类，但这种有机装置将部分位于细胞膜内外，用于体外实验
这项研究发表在《材料化学杂志》上，由南加州大学维特比教授安德里亚·阿玛尼和雷汉·卡帕迪亚领导
该论文的主要作者包括张，他是默克化学工程和材料科学系的博士后研究员；和博士何
D
南加州大学化学系的候选人
合著者包括南加州大学维特比博士后研究员帕特里克·萨里斯；玄武彩和苏布拉塔达斯博士
D
谢明电气和计算机工程系的候选人
阿玛尼实验室负责创造新的有机分子，而卡帕迪亚实验室在测试“改性剂”被光激活时发电的效率方面发挥了关键作用
因为报告分子可以插入组织，它有可能非侵入性地测量电场，提供神经网络的超快速、三维、高分辨率成像
这对于其他研究人员测试新药的效果，或者压力和氧气等条件的变化有着至关重要的作用
与以前的许多其他工具不同，它不会破坏健康的细胞或组织，也不需要对系统进行基因操作
“这种多功能成像剂已经与现有的显微镜兼容，”化学工程和材料科学的雷·伊拉尼主席阿玛尼说，“因此它将使广泛的研究人员——从生物学到神经科学到生理学——能够提出关于生物系统的新型问题，并测试他们对不同刺激的反应:药物和环境因素
新的领域是无穷无尽的
" 此外，修饰分子通过改变附近的细胞电场，可以精确地破坏一个点，使未来的研究人员能够确定整个级联效应，比如说，脑细胞或心脏细胞的整个网络
如果您家里有无线网络，如果其中一个节点变得不稳定，会发生什么情况阿玛尼说
“这对你家所有其他节点有什么影响？他们还在工作吗？一旦我们理解了像人体这样的生物系统，我们就可以更好地预测它的反应——或者改变它的反应，比如制造更好的药物来防止不良行为
" “关键的事情，”科琳和罗伯特·帕多瓦尼早期职业讲座电气和计算机工程教授卡帕迪亚说，“是我们可以用它来审问和操纵
我们可以在很高的分辨率下做这两件事——无论是空间上还是时间上
" 新有机器件的关键是消除“串扰”的能力
“如何让这两种截然不同的分子结合在一起，而不会以两种加扰无线电信号的方式相互干扰？阿玛尼指出，一开始，“甚至还不完全清楚这是可能的
“解决办法？通过长烷基链将两者分开，这不会影响每一个的光物理能力
这种多功能新分子的下一步包括对神经元甚至细菌的测试
南加州大学的科学家Moh El-Naggar是一名合作者，他之前已经证明了微生物群落在细胞之间以及跨越相对长距离转移电子的能力——这对收获生物燃料有着巨大的意义
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