最新科技 在纸上打印活体细胞

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西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学的一支生物医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。这是他们第一次开发出可以在没有专家的情况下,在实验室外使用的活体设备,而且可以以低成本进行工业规模生产。

新浪科技报道,该研究发表在《自然通讯》杂志上,由Sira Mogas Díez, Eva Gonzalez Flo和Javier Macía共同编写。

计算机并不是新鲜事物,人们生活中普及使用着平板电脑、笔记本电脑、智能手机,然而,尽管计算机系统在人们日常生活中已普及,但它们作为生物标记处理以及识别某些疾病的用途却非常有限。

研究人员为了填补这一空白,开始涉足“生物计算机”,与主板和内存不同的是,生物计算机是用活细胞制造的,生物计算机不使用电力,而是使用来自蛋白质或者DNA等分子的化学输入来处理数据,虽然要让生物计算机达到智能手机的便捷高效性,仍有很长的路需要探索前行,但研究人员能够制造出此类设备是非常令人震惊的。

令人感到惊奇的是,一旦第一个细胞被编程,培育数十亿个相同的细胞就很容易,成本也很低,实际上该生物计算机可能比标准电子设备更加精准可靠,想想我们的身体是如何幸存的,即使每天有数百万细胞被替换,但试着在电脑上切断一根数据线,会变成什么样?它将是一台“死去”的电脑。

然而,之前的生物计算机过于复杂,很难脱离实验室环境进行操作,仅能在严格的条件下工作。目前,庞培·法布拉大学一支研究团队发现一种将活细胞“打印”在纸上的方法,实际上创造了一种可以在任何环境都使用的生物计算机,令人难以置信的是,这些保存在纸上的细胞仍然活得很好,能够继续正常的新陈代谢,释放生物信号,传递到邻近的细胞。

该生物计算机之所以选择纸张的解释是:纸张便宜,易于大规模使用,复制成本低。研究报告第一作者西拉·莫加斯·迪兹说:“我们想设计一个可扩展生物计算机模型,其原理基于类似打印T恤衫的打印系统,我们用图纸制作模具,使用不同细胞墨水浸泡,就像缓冲器一样,细胞打印在纸张上,它们就逐渐沉淀下来。”

该生物计算机的工作原理很简单:使用几种元素,每种元素都由一组细胞构成,通常在这种情况下,采用的是细菌细胞,细菌能探测到不同信号。通过改变元素序列,细菌细胞被打印在纸张上,从而可能改变生物计算机的整体功能,因此细胞序列是软件,细胞自身是硬件,而纸张则是承载这些细胞的物理基质。

由于研究人员希望生物计算机能够投入实际应用,该研究团队已设计出能够测量各种不同参数的生物传感器,例如:依据重金属浓度来显示点数量多少的汞测试方法。

另一个应用是妇产子痫前期诊断检查,这实际是一个复杂的诊断过程,因为它不依赖于一个生物标记,而是多个生物标记的组合。虽然当前仍有很多工作要做,但开发生物计算机来分析这些不同生物标记,并确定孕妇患有该疾病的风险并非不合理。

研究人员仍有很多工作要做,但这些初步结果表明,该方法可能有助于研制基于活细胞设备的新一代生活产品。(图片来源pixabay)

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