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生物传感器将粘液霉菌放在心上

作者:明羼窀    发布时间:2018-01-02 02:15:09    

Will Knight(图片来源:Ferran Revilla)研究人员表示,传感器芯片不是由电线和晶体管控制,而是通过生活粘液模具控制,这标志着生物驱动元件和设备更广泛使用的重要一步这个不寻常的芯片由研究生Ferran Revilla创建,他与英国南安普顿大学的Hywel Morgan和Peter Zauner合作芯片的核心是一种活的多头菌(Physarum polycephalum),或粘液霉菌 - 一种黄色的单细胞生物,更常见于森林潮湿地区吞噬细菌和微生物芯片通过普通USB接口插入计算机在新芯片内部,模具被几个电极包围这些监测不同点的电导率,以揭示其内部流体的运动这提供了一种实验有机体作为感知和计算工具的方法目前,模具可以在芯片内存活大约一周,尽管研究人员希望延长其使用寿命粘液霉菌对研究人员来说很有意思,因为尽管它是原始的 - 它甚至缺乏中枢神经系统 - 它可以本能地对刺激作出反应例如,它会逐渐爬向食物和湿气,但要避开光和有毒物质生物体利用细胞内原生质静脉中的流体振荡作出反应电极读数被馈送到单独的电子芯片,该电子芯片可以连接到普通计算机此外,由于粘泥霉菌可以在休眠状态下一次存活几个月,所以该装置可以被真空包装,储存和运输,然后通过水分和营养再活化几根管子通向微流体通道,连接到模具本身所在的腔室水和食物可以通过这些管子喂养以维持霉菌研究小组尝试将不同的化学物质通过试管并测量电极读数以分析生物体的反应他们能够在几秒钟内使用芯片检测液体中有机化学物质的存在 “我们想把它作为传感器检查出来,”Zauner告诉“新科学家”杂志他说,以这种方式使用生物有机体是有吸引力的,因为它们可以专门用于任务,并可以保持所有必要的化学品和反应 “所有这些都由活细胞照顾,”Zauner说在英国西英格兰大学研究非传统计算机架构的Andy Adamatzky表示,新芯片看起来很有希望 “他们为将传统电子产品与无定形生物基质整合在一起做了很酷的事情,”他告诉“新科学家”杂志该芯片是探索利用生物体进行传感,控制和计算的更广泛研究工作的一部分南安普顿队与日本神户大学的研究人员合作,先前创建了一个小型的六足机器人,其机芯由粘液模具对光线的反应控制(参见由于粘液霉菌的恐惧而移动的机器人)由Yukio-Pegio Gunji和Soichiro Tsuda领导的神户大学研究人员也证明了粘土模具可以用来进行简单的计算他们通过鼓励模具爬过一系列精心配置的管子,创造了布尔逻辑门 - 如普通计算机中所使用的那样对浇口进行处理以确保模具通过两个“输入”管中的一个或两个蠕动最终导致模具从单个“输出”管中出现或不出现例如,在“与”门中,当模具被送入两个输入管时,模具仅从输出管出来将许多这样的管连接在一起可用于执行更复杂的计算,尽管速度非常慢(粘液模的最高速度为每小时1厘米)与Zauner的研究一样,潜在的应用还不是很清楚但一个值得注意的好处是,基于模具的逻辑门自然会自行修复因此,生物逻辑门也许可以在某些情况下用作电子门的更有弹性的替代品 Zauner认为,转基因(GM)粘液霉菌可能会增强其能力他指出转基因细菌已经用于各种类型的环境传感器这些传感器通过激活生物发光酶来响应溶液中的特定化学物质 “生物混合系统非常有趣,我认为这将是一项技术,”他告诉“新科学家”,“它处于有生命和无生命物质之间的界面”Adamatzky对此表示赞同 “有很多可能的应用,”他说,

 

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