Silikon bilgisayar çipleri yaşayan insan hücrelerine başarıyla yerleştirildi

Anonim

Silikon bilgisayar çipleri yaşayan insan hücrelerine başarıyla yerleştirildi

Bilim

Tannith Cattermole

22 Mart 2010

Kapınıza cyborgs ve hibrid insan robotlarından korkmayın. (Orijinal görüntü - Flickr / gundampilotspaz / CC BY-SA 2.0

Bilim adamları elektroniği biyolojiye dahil etmeye başladılar, ancak kaplumbağaları ve hibrit insan robotları korkusuyla kapılarınızı sıkmayın! Instituto de Microelectrónica de Barcelona'dan araştırmacılar IMB-CNM (CSIC), canlı silikon hücrelere canlı silikon çipleri yerleştirmek ve bunları hücre içi sensörler olarak kullanmak için bir yol bulmuşlardır. Bu biyo-nanoteknolojik ilerleme, hücrelerimizin nano düzeyde nasıl çalıştığı ve hastalıkların erken teşhisi ve yeni hücresel tamir mekanizmaları için yaygın etkileri olduğu konusunda bize çok şey söyleyebilir.

CMOS veya Tamamlayıcı Metal-Oksit-Yarıiletken, IC, mikrodevre, mikroçip, silikon çip veya çip olarak da bilinen tümleşik devrelerin oluşturulması için bir teknolojidir. Bunlar, yarı iletken malzemenin ince bir alt tabakasının yüzeyinde üretilen ve günümüzde neredeyse tüm elektronik ekipmanlarda kullanılan minyatür elektronik devrelerdir. Tipik bir insan hücresi, yaklaşık 10 kare mikrometre boyutundadır ve transistörlerin nanometre boyutuna sahip olmasıyla, günümüzün en küçük transistörleri, tek bir hücrenin içine sığabilir. Bu nedenle, bilim adamlarının nanoelektronik bileşenleri canlı hücrelerle birleştirmeye başlamaları sadece bir zaman meselesiydi.

IMB-CNM'deki (CSIC) Mikro ve Nanosistemler Departmanındaki ekip, tipik bir yarı iletken malzeme olan farklı partilerin polysilicon yongalarını üreterek ve 1.5–3µm'lik yanal boyutlara ve 0.5 µm'lik bir kalınlığa sahip en uygun tipleri seçerek başladı. Dictyostelium discoideum ve insan HeLa hücrelerinden alınan canlı hücrelerin içine implante edilir. HeLa hücrelerini polisilips çiplerle inkübe eden ön deneyler, içsel hücre içi yongaların (ICC) düşük verimlerini vermişlerdir, böylece daha yüksek ICC içeren hücreler elde etmek için lipofeksiyon (lipoz veziküller olarak bir lipozom olarak materyallerin kapsüllenmesi) kullanmışlardır. Yerleştirdikten sonra araştırmacılar, canlı ve sağlıklı kaldıklarından emin olmak için hücreleri izlediler. HeLa hücre popülasyonunun% 90'ından fazlasının lipofeksiyondan yedi gün sonra yaşadığını bulmuşlardır.

Hücrelerden daha küçük silikon parçacıkların farklı tekniklerle (lipofeksiyon, fagositoz veya mikroenjeksiyon) üretilebildiğini, toplanıp içselleştirilebildiğini gösterdiler ve farklı materyallerin entegrasyonunu inceleyerek tekniğin çok yönlülüğünü daha da ileri götürdüler. Tek çip ve onların 3D nanoyapı yeteneği ve FIB freze gibi diğer yaygın mikroelektronik teknikleri kullanarak.

Ancak en önemlisi, silikon yongaların hücre içi sensörler olarak kullanılabileceğini kanıtlamak istediler. “Günümüzün mikro ve nanoelektronik süreçleri, sensörler ve aktüatörler olarak karmaşık 3 boyutlu mikro ölçek yapıları üretmemize olanak tanıyacak” dedi. "Kompleks yapılar, hücrelerden küçüktür, şekil ve boyutlarda ve düşük maliyetle nanometre hassasiyetiyle seri olarak üretilebilirler. Ayrıca, silikon çip üzerinde birçok farklı malzeme (yarı iletkenler, metaller ve izolatörler) doğru boyutlarda olabilir. geometriler. "

Gelecekteki hücre içi çiplerin ana uygulamaları, bireysel hücrelerin çalışması olacaktır. Teknoloji, hastalıkların ve yeni hücresel onarım mekanizmalarının erken tespit edilmesine önemli ölçüde yardımcı olabilir.

Ekip, Small'in son sayısında yer alan "Canlı Hücrelerdeki Hücre İçi Silikon Cips" bulgularını yayınladı.

Nanowerk üzerinden.

Kapınıza cyborgs ve hibrid insan robotlarından korkmayın. (Orijinal görüntü - Flickr / gundampilotspaz / CC BY-SA 2.0