Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) создали технологию для изучения электрической активности живых клеток — крошечные беспроводные антенны, использующие свет для обнаружения электрических сигналов. Технология может помочь в диагностике и лечении различных заболеваний, в том числе аритмии и болезни Альцгеймера.
Созданные учеными антенны OCEAN (органические электрорассеивающие антенны) в сто раз тоньше человеческого волоса и способны регистрировать малейшие электрические сигналы в жидких средах. В отличие от традиционных устройств для изучения биоэлектрической активности клеток, требующих множества проводов, предложенный метод позволяет одновременно получать данные с тысяч точек измерения, используя только световые сигналы.
Ключевым элементов технологии стало использование специального полимера PEDOT:PSS, который меняет характер рассеивания света в зависимости от электрической активности окружающих клеток. По словам соавтора исследования Бенуа Дебиоля, это свойство материала обнаружили случайно: ученые экспериментировали с полимером, покрытым золотыми наночастицами, но обнаружила, что сам полимер работает гораздо эффективнее.
Антенны из полимера притягивают или отталкивают положительные ионы из окружающей жидкой среды, когда поблизости есть электрическая активность. Это влияет на химическую конфигурацию и электронную структуру материалы, изменяя коэффициент преломления. В результате, когда исследователи направляют свет на антенну, его интенсивность изменяется пропорционально электрическому сигналу, присутствующему в жидкости.
Технология может произвести революцию в изучении клеточных процессов и разработке лекарств, считают ученые. «Это создаст беспрецедентные возможности для понимания фундаментальной биологии и измененной сигнализации в болезненных состояниях», — отмечает руководитель исследования профессор Деблина Саркар.
Читать далее:
Ученые нашли практически безграничный источник топлива
Квантовую телепортацию впервые совершили по обычному интернет-кабелю
Ученые считают, что мы неправильно понимаем Вселенную: в чем причина
Иллюстрация на обложке: Marta Airaghi and Benoit Desbiolles