巴塞罗那庞培法布拉大学 蜂窝油墨冲压工艺
信用:UPF
西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学生物医学应用合成生物学研究小组设计了一种能够通过在纸上打印细胞进行计算的细胞设备
他们第一次开发出一种无需专业人员就可以在实验室外使用的活体设备，并且可以以低成本在工业规模上生产
这项研究发表在《自然通讯》杂志上，由希拉·莫加斯-迪亚斯、埃娃·冈萨雷斯·flo和哈维尔·马卡进行
我们目前有许多可用的电子设备，如计算机和平板电脑，它们的计算能力非常高效
但是，尽管它们的能力很强，但它们在检测生物标记物方面却非常有限，例如那些指示疾病存在的标记物
出于这个原因，几年前“生物计算机”开始发展——换句话说，可以检测多种标记并产生复杂反应的活细胞设备
在他们身上，研究人员利用能够检测外源信号的生物受体，并通过合成生物学的手段，根据他们检测到的信息对它们进行修饰，以发出反应
到目前为止，已经开发出了细胞装置，这些装置必须在实验室中，在有限的时间内，在特定的条件下运行，并且必须由分子生物学专家来操作
现在，来自庞贝法布拉大学的一组研究人员已经开发出一种新技术，可以将细胞设备“打印”在纸上，供实验室外使用
有趣的是，他们用不同细胞类型的“墨水”和营养物质来“画”电路
细胞仍然被困在纸中，活着并发挥作用，在那里，它们继续生长，并能够释放信号，通过纸传播并到达其他细胞
在纸张(或其他表面，如织物)上这样做的原因主要是实用的；它便宜且易于适应工业应用，并且可以以非常低的成本大量生产
“我们想设计一个可扩展的模型，我们考虑使用一个打印系统，就像打印t恤一样，”该研究的第一作者西拉·莫加斯·迪伊兹详细说道
“我们用我们的图画制作模具，我们用不同的细胞墨水浸泡它，像缓冲液一样，把它放在纸上，细胞就沉积下来了，”她补充道
一个优点是，这些纸上的装置可以保存在冰箱里，甚至可以冷冻，因为细胞墨水含有防冻剂，这是允许的
因此，与以前的设备不同，它们可以在使用前储存很长时间
在这种新方法中，设备的每个元件都是一组细胞，在这种情况下是细菌，具有最小的基因修饰，可以检测不同的信号
细胞生活在纸条中，相互交流，整合信号，并根据检测到的不同信号组合产生一种或另一种反应
这些元素没有变化，但是通过在纸上绘制的图形改变它们在空间中的排列，可以构建具有不同功能的设备
“因此，细胞被放置的顺序是软件，细胞是硬件，纸是容纳这些细胞的物理基质，”这项工作的协调人贾维尔·马西亚解释说
研究小组设计了各种生物传感器，其中一种具有检测汞的特殊应用
与其他现有系统相比，该系统的贡献在于，它可以直观地估计汞的浓度，而不需要实验室中的测量设备
根据存在的汞的量，反应带上出现或多或少的点，这些点可用肉眼计数
另一个正在开发的应用是基于检测污染水中的霍乱
“有霍乱危险的定居点通常没有实验室或专家
因此，我们的想法是开发一种新的方法，使我们能够在实验室之外获得活体技术，并在野外使用它
Sira解释说:“我们解决这类问题的方法很有意思，因为这种方法成本低廉，能够以工业规模生产手机设备。”
另一个潜在的用途是识别，例如，先兆子痫的风险
它的检测不仅依赖于单个标记，还依赖于标记的复杂组合
带有适当配置的细胞装置的条带可以检测生物标记组合，分析它们并确定孕妇患这种疾病的风险
“当然还有很多工作要做，但这些初步结果表明，所开发的方法可能是促进基于生活设备的商业产品创造的手段，”哈维尔·马卡总结道
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