生物电子学zui大胆的研究方向或许是将生物组织与电子在细胞层面相结合。哈佛大学化学家Charles Lieber和同事在过去20年间将心血倾注于一项研究：他们将超薄纳米线从原子标度大小开始培养，并将它设计成具有晶体管等电子设备功能的材料。因为要在细胞内模拟和影响生物的机能，尺寸是个问题，而纳米级设备的大小非常合适。Lieber说：“纳米级设备非常契合电子接口尺寸的要求。”神经元内的离子通道宽度小于10纳米，神经突触间的节点宽度小于100纳米，而神经元本身也不过微米大小。因此，纳米级设备的出现将带来革命性的发展。 Lieber团队已经通过利用纳米线制作出了纳米级的计算机存储器、发光二极管以及光伏电池。他们在近期发布的一系列论文中阐述了自己是如何通过利用这些纳米级设备追踪神经活动的。他们还准备了可进入神经元的纳米线探针，并在探针上安置了多种晶体管记录仪。 上世纪70年代，膜片钳探针的出现使得监控独立细胞间的活动成为可能，但膜片钳探针不能进入细胞内。而这种新型的纳米线技术，按照Lieber的话来说是“继膜片钳探针技术之后，*称得上新技术的记录方法”。 另一种纳米层级新设备是利用光脉冲来控制老鼠的基因表达。为了开展研究，研究人员必须把老鼠固定在复杂的电子设备上以改变它的自然习性。Rogers和同事在4月12日出版的《科学》杂志上描述了他们的实验过程：将纳米级发光二极管安置在纳米级细线的末端，这些细线很柔韧但却可以穿透老鼠的大脑组织，并通过光唤醒老鼠大脑内特定的基因。这种纳米带可以接收附近的大脑无线电波并将它们转换成电流。之后，研究员在老鼠头部附近安置了一台无线电源，打开发光二极管的开关，老鼠特定的基因表达随之出现。Rogers认为这项新技术预示着一种新应用：自我供电的生物电子装置将被植入多种器官，并能够控制这些器官的功能。 Lieber团队的研究成果使得这种新应用指日可待。该团队制造出了配备有内置晶体管的3D硅纳米线网。他们将硅纳米线网用作生物组织培养平台，以培养心肌细胞或者神经元。晶体管阵列可以监控生长中的生物组织的电子活动，并追踪这些组织对例如用于刺激心脏细胞收缩的去甲肾上腺素等药物的反应。 |
