Простейшие образцы чипов способны интегрироваться в биологическую клетку, не нарушая её естественную работу. Яркий опыт провели учёные из Национального центра микроэлектроники.

Ранее при «скрещивании» чипов и клеток речь шла либо о подключении электроники к набору нейронов при помощи электродов, либо о выращивании клеточных культур на поверхности микросхем и их последующем взаимодействии. Теперь экспериментаторы перевернули прежние подходы с ног на голову: поместили чипы внутрь клеток.

В качестве подопытных были взяты клетки слизевика-диктиостелиума, одного из распространённых модельных организмов в клеточной биологии, а также человеческие клетки HeLa, нередко используемые в биомедицинских исследованиях.

Команда построила несколько чипов из поликристаллического кремния поперечником от 1,5 до 3 микрометров и толщиной 0,5 мкм. При первых инъекциях таких объектов в клетки процент выживаемости последних был невысок.

Тогда учёные применили липофекцию — вставку чужеродного материала при помощи капсулирования «посылки» в липосоме (липидном пузырьке). Это в корне поменяло ситуацию. Даже через семь дней после вживления чипов более 90% клеток из культуры HeLa оставались в полном порядке.

Чип (белая точка, отмеченная стрелкой) в клетках слизевика (вверху) и HeLa (внизу). Синие пятна – клеточные ядра. Масштабные линейки – 10 микрометров. Серия кадров – различные конфокальные срезы, подтверждающие, что кремниевые пластинки действительно находятся в середине живых клеток (фото Rodrigo Gomez-Martinez et al.).

Чтобы убедиться, что с целью вставки можно изготавливать и более сложные чипы, авторы поэкспериментировали с интеграцией в «датчики» различных материалов и с построением на их поверхности трёхмерных структур при помощи фокусированного ионного луча.

Ранее исследователи проводили эксперименты по внедрению в клетки различных микро- и наночастиц, например с целью доставки лекарств, но кремниевые чипы, созданные при помощи традиционной фотолитографии, обладают рядом преимуществ: их можно изготавливать с очень высокой точностью, они могут нести толику логических схем и даже микроэлектромеханические компоненты. (Читайте также про RFID-порошок https://www.membrana.ru/particle/11165)

Прогноз на ближайшие 20 лет роста числа транзисторов, которые могут уместиться внутри одной клетки. Такие чипы могут служить датчиками, передающими информацию о происходящем в цитоплазме, а значит, способны оказать огромную услугу научным исследованиям и медицине.

https://www.membrana.ru/particle/3837

31 августа 2011 Просмотров: 4 081