液滴電子裝置可記錄心臟電信號

科技日報北京11月28日電 （記者張佳欣）英國牛津大學團隊研發出一種新型的生物相容性液滴電子裝置。這種新型傳感器能夠以“離子語言”與細胞直接交流，記錄心臟發出的電信號。其不僅能複製許多傳統電子設備的功能，甚至在某些方面實現了超越，為未來的生物工程和生物醫學應用提供了新的可能性。該成果28日發表在《科學》雜誌上。

這項創新技術屬於離子電子學的一個分支。它模仿大腦的工作方式，利用鈉離子、鉀離子和鈣離子等帶電粒子來傳遞信息。與傳統的基於電力的電子設備不同，離子電子裝置通過離子傳遞信息，有望實現生物相容性好、能耗低且信號傳輸精度高的系統設計，例如用於藥物遞送的精準控制系統。

此前大多數離子電子裝置與人體軟組織的整合都有待改善。鑑於此，研究團隊開發出了一種由生物相容性水凝膠液滴組成的多功能離子電子裝置。這些液滴可在特定條件下組裝並連接起來，形成能導引離子流動的通道，類似於電子半導體的作用機制。通過這種方式，團隊成功創建了多種液滴電子組件，如二極管、晶體管、邏輯門和存儲單元，其性能顯著優於現有的軟質離子電子裝置，甚至可與硬質基體內的同類裝置相匹敵。

該裝置能與細胞建立連接，記錄細胞產生的生物電信號。團隊展示瞭如何利用這種技術製造生物相容性傳感器。該傳感器能準確捕捉到培養皿中人類心臟細胞發出的電信號。這是首次成功製造出能感知和響應細胞功能變化的實驗室生物傳感器，標誌着向開發更復雜、能在體內檢測器官異常並通過智能藥物遞送來作出反應的生物裝置邁出了重要的一步。

【總編輯圈點】

獨特的離子信號傳輸機制，突破了傳統電子裝置與生物體兼容性的限制。可以預見，其不僅為檢測、給藥技術帶來革新，也會為神經形態計算、生物-非生物界面及能量存儲技術的發展打開了新視野。而隨着研究和技術進一步優化，這類生物相容性液滴裝置，有望成為連接生物學世界與電子世界的橋樑，開啓全新的治療和診斷方法。