高分辨率“透视眼”：MIT团队新方法无需导线即可观察细胞活动

主要观点总结

研究团队使用光学传感技术记录生物系统中的电信号交流，这有助于了解细胞间的通信机制，特别是在疾病如心律失常和阿尔茨海默症中。他们设计了一种无需导线或放大器的微型无线天线，利用光信号捕捉电信号的变化。该技术在实时监测和精确评估细胞活动和疾病状态方面具有巨大潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与重要性

监测生物系统中的电信号对于理解细胞间的交流机制以及疾病的诊断和治疗具有重要意义。当前的技术通常依赖于导线连接，限制了记录点的数量和获取信息的能力。

关键观点2: MIT研究团队的创新技术

MIT的研究人员开发出了一种无需导线的生物传感技术，通过微型无线天线和光学方法检测电信号。周围液体环境中电信号的变化会影响天线散射光的方式。

关键观点3: OCEANs的特点与优势

OCEANs由成千上万个微型天线组成的阵列构成，每个天线仅约1微米宽。它们以极高的空间分辨率捕捉细胞间的电信号，并且足够坚固以连续记录超过10小时的信号。该技术为理解基础生物学和疾病状态下的异常信号传递提供了机会。

关键观点4: 研究过程与意外发现

研究团队经历了多次实验和调整，包括使用特殊聚合物和金纳米颗粒的尝试。然而，他们意外发现信号的来源实际上是聚合物本身，而不是金颗粒。这一发现为开发OCEANs奠定了基础。

关键观点5: 技术细节与制造过程

研究团队利用精密的制造技术，在玻璃基底上沉积导电层和绝缘层，并使用聚焦离子束在设备顶层蚀刻出纳米级小孔。然后，通过电流使聚合物前体材料被吸引到微孔内，逐渐“生长”出蘑菇状的天线。

文章预览

  （来源：MIT News） 监测生物系统中的电信号能够帮助科学家深入了解细胞之间的交流机制，这对于诊断和治疗心律失常、阿尔茨海默症等疾病具有重要意义。 然而，目前用于记录细胞培养或液体环境中电信号的设备通常依赖导线将每个电极连接到相应的放大器。导线数量的限制不仅减少了记录点的数量，也显著降低了从细胞中获取信息的能力。 对此， MIT 的研究人员开发出了一种无需导线的生物传感技术。他们设计了一种微型无线天线，通过光学方法检测微小的电信号。周围液体环境中细微的电变化会影响天线散射光的方式。研究团队利用由微型天线组成的阵列（每个天线的宽度仅为人类头发直径的百分之一），以极高的空间分辨率捕捉细胞间的电信号。 这些设备足够坚固，能够连续记录超过 10 小时的信号。该技术为研究细胞如何应对环境变 ………………………………