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2025年4月25日14:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合賽默飛世[詳細(xì)]
微型無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)問(wèn)世：可高精度監(jiān)測(cè)生物電信號(hào)
2024年12月27日 10:31:03
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4474
美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家研制出一款新型無(wú)線(xiàn)天線(xiàn),，這些天線(xiàn)的寬度僅1微米,，具有出色的靈敏度，可檢測(cè)低至2.5毫伏的信號(hào),，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于神經(jīng)元用于通信的100毫伏信號(hào),。
近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家研制出一款新型無(wú)線(xiàn)天線(xiàn),。它能以較高的精度監(jiān)測(cè)生物系統(tǒng)內(nèi)的電信號(hào),，包括微弱至2.5毫伏的來(lái)自心臟和大腦的信號(hào)。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志,。
活動(dòng)細(xì)胞或組織(如人體,、動(dòng)物組織)不論在靜止?fàn)顟B(tài)還是活動(dòng)狀態(tài)，都會(huì)產(chǎn)生與生命狀態(tài)密切相關(guān)的,，有規(guī)律的電現(xiàn)象,，稱(chēng)為生物電,。生物電信號(hào)包括靜息電位和動(dòng)作電位，其本質(zhì)是離子的跨膜流動(dòng),。然而,，要想精確地記錄這些電信號(hào)成為科學(xué)家們面臨的一大重要難題。
鑒于此,，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了有機(jī)電散射天線(xiàn)(OCEAN),。這款天線(xiàn)能同時(shí)記錄來(lái)自數(shù)千個(gè)位點(diǎn)的電信號(hào)，且空間分辨率高達(dá)微米級(jí)別,。另外,，OCEAN上的天線(xiàn)可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光，使用生物實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)顯微鏡即可輕松測(cè)量這些光,。
為成功研制出這款天線(xiàn),，研究團(tuán)隊(duì)先在玻璃基板上疊加導(dǎo)電和絕緣材料，然后使用聚焦的離子束蝕刻出納米級(jí)的小孔,。隨后,，他們將這塊芯片浸入含有一種聚合物前體的溶液中。通過(guò)向溶液中施加電流,，前體材料被吸引到芯片上的小孔內(nèi),，蘑菇形天線(xiàn)從下往上開(kāi)始“生長(zhǎng)”。
借助該方法,，研究團(tuán)隊(duì)在單塊芯片上制造出數(shù)百萬(wàn)個(gè)天線(xiàn),。這些天線(xiàn)的寬度僅1微米，具有出色的靈敏度,，可檢測(cè)低至2.5毫伏的信號(hào),，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于神經(jīng)元用于通信的100毫伏信號(hào)。同時(shí),，這些設(shè)備還能捕捉電信號(hào)的快速變化,，并在毫秒內(nèi)作出響應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)表示,，有了這款無(wú)線(xiàn)天線(xiàn),，他們無(wú)需借助電線(xiàn)和放大器，就能對(duì)人體內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行深入研究,。這有望為心律失常,、阿爾茨海默病等疾病的診斷提供新途徑，從而實(shí)現(xiàn)更有針對(duì)性的治療,。
這款微型無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)的研制成功,，不僅為精確記錄電信號(hào)長(zhǎng)期以來(lái)的難題提供創(chuàng)新性解決方案，也為人體內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行深入研究貢獻(xiàn)了重要力量,。未來(lái),，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí),，這款微型無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)將會(huì)在更多領(lǐng)域中發(fā)揮其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。
素材來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
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