灣區(qū)科學家捕捉到心臟跳動的實時電活動，使用一片石墨烯記錄了心臟肌肉細胞有節(jié)奏地放電產(chǎn)生的微弱電場的光學圖像——幾乎就像一臺攝像機.
石墨烯相機代表了一種新型傳感器，可用于研究產(chǎn)生電壓的細胞和組織，包括神經(jīng)元組或心肌細胞。迄今為止，電極或化學染料已被用于測量這些細胞中的電激發(fā)。但電極和染料僅測量一點電壓;石墨烯片在它接觸的所有組織上連續(xù)測量電壓。
這一進展于上周在線發(fā)表在Nano Letters 雜志上，來自加州大學伯克利分校的兩個量子物理學家團隊和斯坦福大學的物理化學家之間的合作。
因為我們將所有細胞同時成像到相機上，所以我們不必掃描，也不需要點測量。我們可以同時對整個細胞網(wǎng)絡(luò)進行成像。”
Halleh Balch，該論文的三位第一作者之一，最近獲得了博士學位。加州大學伯克利分校物理系獲得者
雖然石墨烯傳感器無需用染料或示蹤劑標記細胞即可工作，但它可以很容易地與標準顯微鏡相結(jié)合，對熒光標記的神經(jīng)或肌肉組織進行成像，同時記錄細胞用于交流的電信號。
該研究的另一位第一作者 Allister McGuire 說：“您可以輕松地對樣本的整個區(qū)域進行成像，這對于研究涉及各種細胞類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尤其有用，他最近獲得了博士學位。 .D.來自斯坦福和。“如果你有一個熒光標記的細胞系統(tǒng)，你可能只針對某種類型的神經(jīng)元。我們的系統(tǒng)將允許你以非常高的完整性捕獲所有神經(jīng)元及其支持細胞的電活動，這可能會真正影響人們的方式做這些網(wǎng)絡(luò)層面的研究。”
石墨烯是一種單原子厚的碳原子片，以二維六邊形圖案排列，讓人聯(lián)想到蜂窩。幾十年來，二維結(jié)構(gòu)因其獨特的電學特性和魯棒性以及有趣的光學和光電特性而引起了物理學家的興趣。
“這可能是第一個可以使用 2D 材料的光學讀數(shù)來測量生物電場的例子，”資深作者、加州大學伯克利分校物理學教授王峰說。“人們以前曾使用 2D 材料通過純電讀出進行一些傳感，但這是獨一無二的，因為它可以與顯微鏡配合使用，因此您可以進行并行檢測。”
標簽： 心臟
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