Durante décadas, los científicos se han basado en electrodos y colores para rastrear la actividad eléctrica de las células vivas. Ahora, los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han descubierto que el material cuántico solo puede funcionar un solo átomo, usando solo luz.
Una nueva investigación, que apareció el 3 de marzo Fotónica de la naturalezaMuestra que puede usarse para comprender la actividad eléctrica biológica de las células que viven con una resolución rápida y de la resolución del semiconductor ultra delgado, que atrapó electrones en dos dimensiones.
Los científicos buscan constantemente mejores formas de rastrear las células más entusiastas del cuerpo, como neuronas, fibras musculares cardíacas y células pancreáticas. Estos pequeños pulsos de rayos pretenden todo, desde pensar hasta el movimiento, pero capturarlos en tiempo real y escala masiva sigue siendo un desafío.
La electro fisiología tradicional, que se basa en microelectrodos invasivos, ofrece un registro preciso pero se limita a la medición. Los electrodos pueden ser significativos en las principales regiones de tejidos, e incluso las últimas investigaciones se limitan a registrar solo unos pocos cientos de canales en los simultáneos. Las imágenes de calcio, como las técnicas ópticas, mientras son capaces de monitorear la población de células grandes, solo reflejan indirectamente la actividad eléctrica. En lugar de registrar los cambios de voltaje originales que ejecutan la comunicación celular, ocupan cambios secundarios que pueden introducir contradicciones importantes.
Los ingenieros de UC San Diego han demostrado un nuevo enfoque que puede eliminar esta brecha: un método óptico rápido y rápido para registrar los cambios de voltaje utilizando semiconductores gruesos de átomo. Las mentiras clave están en cómo los electrones de estos materiales interactúan con la luz: cuando aparece el campo de alimentación, cambian entre los dos estados. Los investigadores encontraron que los semiconductores grasos de los átomos pueden cambiar los giros en semiconducciones gruesas para detectar gestos eléctricos de las células del músculo cardíaco, sin la necesidad de un electrodo tracto o un color sensible a voltaje, que interfieren con la función celular.
En otras palabras, las características cuánticas del material en sí se pueden usar como sensor.
“Entendemos que la sensibilidad del voltaje de la exitona en el semiconductor monilateral es capaz de permitir el alto episodio de los circuitos del cerebro”, profesor del departamento de productos químicos y nano, profesor de la Escuela Eisosu Yifing School, como productos químicos e ingeniería nano -ingeniería e ingeniería nano. Incluyo.
Cuboco y su equipo estudiaron propiedades cuánticas del sulfuro de monocapa molibdeno. Además de sus biocomputaciones, descubrieron que este semiconductor tiene una ventaja especial: naturalmente crea vacantes de azufre durante su producción, lo que produce una alta densidad de turnos. Este defecto construido en la que lo hace extraordinariamente responsable de los cambios en los campos eléctricos cercanos, incluidas las personas fabricadas por células vivas, que permiten automáticamente el intercambio de salida.
Los investigadores notaron que al detectar cambios en la fotovolinosis material, los investigadores pueden hacer un mapa de la actividad del rayo de las células del músculo cardíaco en tiempo real, a una velocidad sin precedentes a través de cualquier otra tecnología de imagen hasta la fecha.
Esta tecnología tiene muchas aplicaciones potenciales. Esto puede permitir a los investigadores mapear un mal funcionamiento de la red en grandes áreas de tejido apasionado desde la superficie hasta las capas profundas. Puede proporcionar información sobre el mecanismo basado en trastornos nerviosos y cardíacos, lo que puede proporcionar una imagen clara de cómo las enfermedades interrumpen los circuitos eléctricos del cuerpo. También puede mejorar las estrategias terapéuticas que dependen de la neuromodulación eléctrica, como la estimulación cerebral profunda para la enfermedad de Parkinson o el empaquetado cardíaco para la atemiasis. Además, este trabajo puede conducir al descubrimiento de nuevos materiales cuánticos que pueden ofrecer una forma desagradable y acelerada de investigar la actividad de energía en los sistemas residenciales.
La National Science Foundation (ECCS -2139416, ECCS -2024776, ECCS -1752241 y ECCS -1734940), el Instituto Nacional de Salud (1R21EY033676, 21EY029466, R21eb02666666666666666666666666666 años. 6666666666666666666666666666666666666666666666666666 R21EB02666, R21EB02666, R21EB021030303676, National Science), Oficina de Investigación Naval (N000142012405, N000142312163 y NSF GRFP, NIH T32HL007444), Fellowship del Programa de Fellowship de San Diego y Sebel Scholar. Los dispositivos fueron renovados en la Infraestructura de Tecnología Nano de San Diego (SDNI) en Yusi San Diego, miembro de la infraestructura coordinada de nanotecnología nacional, respaldada por el NSF (Grant ECCS -1542148).
