細胞墨水衝(chong) 壓工藝。

近日，西班牙龐培法布拉大學（PFU）生物醫學應用合成生物學研究團隊的Sira Mogas-Díez、Eva Gonzalez-Flo和Javier Macía等人，通過紙上細胞打印，製造出了能完成計算任務的細胞設備。這是他們(men) 首次開發出能夠脫離特定條件並在實驗室外使用的活體(ti) 計算設備。此外，這種“生物計算機”還能以低成本工業(ye) 化生產(chan) 。相關(guan) 論文發表於(yu) 《自然通訊》雜誌。

計算機和平板電腦等設備雖然計算能力突出，但在檢測生物標記方麵卻顯得“力不從(cong) 心”。因此，科學家們(men) 一直在嚐試開發能夠檢測多種標記、並產(chan) 生複雜反應的活細胞設備——“生物計算機”。此前的細胞設備隻能在實驗室特定條件下、有限時間內(nei) 由分子生物學專(zhuan) 家進行操控，而新型紙上打印細胞設備則突破了這些限製。

研究人員以不同類型的細胞作為(wei) 墨水，與(yu) 營養(yang) 物質一起打印出設備電路。活性細胞在紙上處於(yu) 被困狀態，保留了自身功能。在此，它們(men) 能夠繼續生長，並釋放信號。在紙上（或者織物表麵）完成打印，不僅(jin) 能壓低設備價(jia) 格，還能增加設備的工業(ye) 用途適應性，促進其批量化生產(chan) 。

論文作者Sira Mogas-Díez說，“我們(men) 用細胞墨水浸泡模具，用模具將圖案印在紙上，這樣細胞也隨之沉積。”

這種紙上裝置的一大優(you) 點在於(yu) ，它能在冰箱中儲(chu) 存相當長一段時間。

生物設備中的每一個(ge) 元件都是一組細胞（比如：細菌），研究人員通過最小尺度的基因修飾，使其能夠檢測不同信號。細胞在紙上相互交流、整合信號，並根據檢測到的不同信號組合產(chan) 生相應反應。細胞元素並沒有發生變化，而是根據紙上圖案改變自身的空間排列，從(cong) 而行使不同功能。

研究人員Javier Macía說：“細胞排列順序是軟件，細胞是硬件，而紙張則是承載細胞的物理基質。”

研究人員利用這種新技術設計了多種生物傳(chuan) 感器，其中一種可用於(yu) 汞的檢測。與(yu) 其它現有係統相比，新設備可以直觀地讀取汞含量，無需依賴實驗室專(zhuan) 用設備。另一種正在開發的係統可用於(yu) 汙染水的霍亂(luan) 檢測。

Sira Mogas-Díez說：“存在霍亂(luan) 風險的定居點，通常既沒有實驗室，也沒有生化專(zhuan) 家。因此，我們(men) 希望開發一種能夠就地使用的技術，來解決(jue) 霍亂(luan) 檢測難題。”

此外，新型生物設備還可用於(yu) 識別複雜生物標記組合，例如醫護人員無法通過單一標記檢測的先兆子癲風險。

Javier Macía總結道：“關(guan) 於(yu) 生物設備，我們(men) 還有很多工作要做。初步研究結果證實，新技術有望促進活體(ti) 設備的商業(ye) 化。”

原創編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《自然通訊》

期刊編號：2041-1723

原文鏈接：
https://phys.org/news/2021-03-biological-device-capable-cells-paper.html

版權聲明：本文為(wei) 原創編譯，中文內(nei) 容僅(jin) 供參考，一切內(nei) 容以英文原版為(wei) 準。轉載請注明來源。



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