Sci Adv：用上石墨烯和光控制心脏，实现不同跳动频率！

导急电和金对我们的健康有极为重要的关键作用——因为它们可以为了让我们测试新药， 格外正确地将抑制剂送到人体外无需的部位， 甚至监控并操纵白血病的转变。已经有在《 Science Advances》杂志刊发的一项学术论文之前， 生物学家们只想出了如何用光和导急电对有机体肾脏巨噬细胞进行时物理，从而在物理玻璃窗皿之前精心设计肾脏晃动的生存环境。目前为止， 所有正在开发之前的抑制剂都无需在肾脏巨噬细胞上进行时物理测试， 以确保诸如止痛药加剧肾脏病发作等事故不会发生。物理之前，这些肾脏巨噬细胞会在物理玻璃窗皿或塑料物理皿之前培养繁殖。但是这样的物理生存环境与实质的肾脏晃动有一个很大的区别，那就是，玻璃窗和塑料不急电介质， 而我们的肾脏是急电介质的， 这就假定测试这不像学术研究者只或许的那样真实。不过有一种物料可以相反这一现状——导急电不仅可以将光转换成为急电，而且也没有毒性。在最新刊发的学术研究之前，生物学家们早就研制顺利了“如何通过相反光线到物料上的可见光”来精确操纵导急电产生的存量的原理。加州的大学圣地亚哥分校的物理学家芭芭拉·萨夫臣柯（Alex Stchenko）说是，在导急电上培养肾脏巨噬细胞的物理之前，他们也早就明白了可以透过光来操纵急电流，以精心设计各不相同肾脏晃动的频带的生存环境。他们可以精心设计肾脏晃动较慢 1.5 倍，较慢 3 倍，较慢 10 倍，或者他们无需的任何频带的生存环境。这假定生物学家们可以使导急电模仿类似于各种肾脏白血病的急电流模式，这使得测试肾脏抑制剂和其他新抑制剂变得格外加容易。期望，萨夫臣柯（Stchenko）希望这种原理可以用做制造格外好的肾脏起搏器。起搏器主要用做操纵肾脏的晃动，目前上会由急电极金属制——不过这些急电极但会加剧人体外内部疤痕的显现出来。萨夫臣柯认为，今后我们可以将小块体积小而寿命长的导急电附着在心肌上完成起搏器的功能（导急电将由植入在该起搏器附近的相对来说是光操纵，这不会产生疤痕），从而取而代之急电极。如果把角度放的格外几倍一些，导急电甚至可以被用做操纵中枢骨骼肌系统之前的急电流并治疗骨骼肌退行性白血病，比如帕金森病。 “虽然有机体的肾脏更为有弹性，但归根结底，它一直只是一个压缩机”，他说是，“透过导急电的这一特性，还可以做很多其他事情”。另一种在医学领域有着巨大潜力的物料是黄金。金薄膜原子核对双脚安全及无有害，并且化学性质稳定。人们可以给这些薄膜原子核上构成特定的抑制剂，来使金薄膜原子核比较大的体积，抑制剂可以轻松地穿过人体外组织，这不无需带入体外无需抑制剂类似物治疗的区域。总体来讲，主要的新科技思路就是上面所说是的这些。不过，林肯的大学的薄膜新科技专家伊莎贝拉·车队（Enrico Ferrari）对此，在真实之前，一旦将金薄膜原子核注入人体外内部时，免疫组态就会被触发：这些金薄膜原子核会立即被尿液之前早就存在的名为血清蛋白的核酸构成。血清蛋白之前就会号召人体外的整个免疫系统，它们之前便会像打击所有其他双脚外来者一样攻击金薄膜原子核。根据车队的传闻，如果免疫系统顺利，这种抑制剂会被降解并终于带入肝细胞，而不是我们只想让它去的地方。为了对应这一情形，车队合作开发了一种新的制造薄膜原子核的原理，这一结果已经有已刊发在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。他给金薄膜原子核表面构成添加了一层防止血清蛋白攻击的核酸。车队说是，这就好像我们给这些血清蛋白层安装了一个配适器。配适器的一端可以和金原子核相结合得更为好，并且可以正当血清蛋白构成金原子核随之而来免疫反应；配适器的另一端被设计成利于抑制剂见到治疗目的。从意味著讲，这种新原理可以对若有一般来说是的抑制剂或金薄膜原子核进行时试验，因此车队也希望与其他生物学家一同合作，将这一学术研究从研究设计团队提倡到实质运用之前。昆士兰的客座教授、化学家马特·特劳（Matt Trau）说是，金薄膜原子核也可用做监控白血病（特劳是这一领域另一项学术研究的作者，他的学术论文已经有也刊发在《自然通讯》杂志上）。白血病在尿液循环系统过程之前上会会分散释放出一些相对来说是的巨噬细胞。这种巨噬细胞被称为循环系统巨噬细胞（CTC），它们彼此之间的差异上会很大，而且还但会制造格外多的，因此密切高度重视这些 CTC 巨噬细胞是十分极为重要的。虽然通过一些藏宝图可以见到循环系统巨噬细胞（CTC）的一一—— 这些巨噬细胞上会具备自己特定一般来说是的核酸，但希望捉到它们是诱发辛苦的。捉到它们和顺利制伏整个旧金山的 10 名嫌疑犯一样辛苦，特劳说是。而当“嫌疑犯”是癌巨噬细胞时，你就格外要确保要顺利捕捉嫌疑犯，因为如果你惨败了，就会加剧作出错误的治疗决定。特劳（Trau）和他的设计团队设计制作了各种一般来说是的金薄膜原子核，终于他们明白可以顺利 4 种各不相同一般来说是的循环系统巨噬细胞（CTC）之前的一种。“你无需准备好所有的原子核，将它们混合在一同，然后将这些原子核转回到尿液样本之前。”他说是。简单地讲原理就是，这些薄膜原子核经过重重物理择优之前可以寻找并附着到指示某种循环系统巨噬细胞（CTC）的特定一般来说是的核酸上。之前当光线荧光在这些原子核上时，它们会发出一个独特的“条形码”。如果薄膜原子核发现并附着到特定核酸目的上时，条形码会保持一致，这样你就可以告诉他它见到了哪种循环系统巨噬细胞（CTC）以及每一种见到了多少个。通过设计各不相同的原子核可以见到各不相同的循环系统巨噬细胞（CTC）。为了这项学术研究，特劳从胞兄阿兹海默病征脖子采集了尿液样本，并透过这一新科技分别对这些治疗前、治疗之前以及治疗后的尿液样本进行时了测试。物理结果表明，在治疗的各不相同阶段尿液之前都有哪些各不相同一般来说是的循环系统巨噬细胞，免疫系统是如何反应的，以及治疗是否有副关键作用。现在，他的设计团队希望用这种原理来对格外多的尿液样本进行时物理，并且监控格外多一般来说是的循环系统巨噬细胞。虽然这次只见到了 4 种，之前他们将很容易见到格外多循环系统巨噬细胞。学术研究者希望实时进行时物理。特劳对此：“只要我们可以实时观看荧光的变化，我们就可以根据此对病征作出相反剂量的具体来说推断，这些就会让我们对白血病拥有前所未有的了解。”原始出处：Kyoungwon Park， Yung Kuo， Volodymyr Shvadchak， et al. Membrane insertion of—and membrane potential sensing by—semiconductor voltage nanosensors： Feasibility demonstration.Science Advances 12 Jan 2018： Vol. 4， no. 1， e1601453. DOI： 10.1126/sciadv.1601453.