检测|华人科学家研发心肌细胞动作电位检测工具，或取代心脏检测膜片钳技术( 三 )
这样的设计有利于将此器件应用于三维的细胞组织上 ， 例如类细胞器官或者体外合成的细胞组织 。
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（来源：Nature Nanotechnology）
在此实验中 ， 他们检测到了一个心肌组织上细胞内的电信号 ， 并且分析和计算出电信号传输的路径和速度 。 这也是第一次多个传感器同时测试到细胞组织中细胞内的电信号 ， 该实验成功推动了活体器官上细胞内信号的大规模检测研究 。
另据悉 ， 该成果还可实现类器官级别的探测 。 类器官和传统的体外培养的细胞主要区别在于：类器官具有三维的结构而传统细胞是二维分布 。 这导致类器官之中细胞与细胞之间的联系 ， 不仅包含前后左右（同一个平面内） ， 而且包含上和下 。
这种联系状态 ， 更接近于真实器官中细胞之间的联系 。 所以 ， 针对于类器官的研究 ， 更能反应真实情况下细胞的生理行为 。
基于该特性 ， 类器官的研究要求使用可在空间分布的传感器阵列 ， 比如使用柔性器件 ， 通过变形实现传感器的三维分布 。
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（来源：Nature Nanotechnology）
一个更艰巨的挑战在于 ， 如何将传感器置于细胞的内部 ， 探测细胞内部的信号 ， 因为胞内信号携带更多的电生理信息 ， 并且可以排除其他细胞信号对目标细胞信号的影响 。 这就要求传感器不仅仅需要在空间分布 ， 而且在每个传感器与细胞接触的位置 ， 传感器拥有凸起的结构可以置于细胞内部 ， 从而采集胞内信号 。
概括来说在该研究中 ， 他们设计出一款柔性工具 ， 其拥有 128 个传感器 ， 并分布在三个不同的高度上 。 每一个传感器上面都拥有一个一微米宽、五微米长的凸起结构 ， 可以穿透细胞膜从而置于细胞膜内 。
值得注意的是 ， 为了促进传感器进入细胞的过程 ， 他们在传感器的表面修饰了磷脂双分子层 ， 将每个传感器伪装成一个细胞 。 当传感器与细胞接触时 ， 细胞膜将与传感器表面的磷脂双分子层自发融合 ， 完成传感器置入过程 。
此研究中 ， 他们使用该工具成功探测到心肌组织上细胞内信号 。 通过对这些信号的分析和计算 ， 他们揭示出电信号在相邻细胞间的（小范围）传播方向和速度 ， 以及此工具覆盖范围内（大范围）的方向和速度 。
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（来源：Nature Nanotechnology）
有望在一定程度上取代膜片钳技术
在若干年内 ， 该成果的潜在应用如下：其中一个最基本的应用 ， 是在一定范围内取代膜片钳技术 ， 用来细胞内电生理信号的检测 。 膜片钳技术目前仍是被最广泛应用的检测细胞内电生理信号的技术 。 然而 ， 膜片钳技术对操作者的技术和经验要求很高 ， 导致该技术无法更大范围的推广 。
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