近日,瑞典林雪平大学与卡罗林斯卡学院的研究团队成功开发了一种新型的塑料离子晶体管技术,能够通过运载离子和带电生物分子对神经细胞的外部环境进行精准调控。这一突破为神经科学中的化学信号调节提供了全新的技术手段,具有广泛的应用前景。
该研究成果已发表于即将出版的《美国国家科学院院刊》。研究团队由林雪平大学的克拉斯·布兰特(Klas Brand)和马格努斯·贝格格伦(Magnus Berggren),以及卡罗林斯卡学院的加林·拉尔森(Göran Larsson)和阿格妮塔·里克特(Agneta Rikt)组成。这些科学家专注于有机生物电子学领域,致力于利用有机电子材料调控活体细胞和组织的功能。
此前的研究主要利用纳米管和纳米孔技术控制离子浓度,但在高盐环境下效果有限。高盐浓度是生物系统正常功能的基础,因此亟需更有效的调控手段。研究团队通过模拟半导体中的二极管结构,将离子膜转化为晶体管,实现了对离子流的局部控制,从而调节神经细胞外的信号物质胆碱的浓度。这一技术的成功验证,标志着生物电子学与神经调控的深度融合。
值得注意的是,这种离子晶体管由塑料材料制成,具有成本低廉、柔性良好的特点,便于与其他生物电子器件结合。研究人员表示,未来该技术可广泛应用于药物释放控制、单芯片神经网络实验以及高灵敏度传感器的开发,为神经科学和生物医学提供了新的工具。
该项目由战略研究基金会提供资金支持,代表了有机生物电子学在神经调控领域的重要突破,为未来神经疾病的治疗和神经接口技术的发展奠定了基础。