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陽離子和陰離子選擇性水凝膠分別是p型和n型電子半導體的離子型對應物。圖片來源：英國牛津大學

英國牛津大學團隊研發(fā)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(fā)出的電信號。其不僅能復制許多傳統(tǒng)電子設備的功能，甚至在某些方面實現(xiàn)了超越，為未來的生物工程和生物醫(yī)學應用提供了新的可能性。該成果28日發(fā)表在《科學》雜志上。

這項創(chuàng)新技術屬于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(tǒng)的基于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(xiàn)生物相容性好、能耗低且信號傳輸精度高的系統(tǒng)設計，例如用于藥物遞送的精準控制系統(tǒng)。

此前大多數(shù)離子電子裝置與人體軟組織的整合都有待改善。鑒于此，研究團隊開發(fā)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并連接起來，形成能導引離子流動的通道，類似于電子半導體的作用機制。通過這種方式，團隊成功創(chuàng)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(yōu)于現(xiàn)有的軟質(zhì)離子電子裝置，甚至可與硬質(zhì)基體內(nèi)的同類裝置相匹敵。

該裝置能與細胞建立連接，記錄細胞產(chǎn)生的生物電信號。團隊展示了如何利用這種技術制造生物相容性傳感器。該傳感器能準確捕捉到培養(yǎng)皿中人類心臟細胞發(fā)出的電信號。這是首次成功制造出能感知和響應細胞功能變化的實驗室生物傳感器，標志著向開發(fā)更復雜、能在體內(nèi)檢測器官異常并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。