中国科技报 2024年12月27日
[国 际] 微型无线天线以高精度监测生物电信号
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

美国麻省理工学院科学家研发出一种新型无线天线,名为有机电散射天线(OCEAN)。该天线能以微米级的空间分辨率,高精度监测生物系统内的电信号,包括微弱至2.5毫伏的心脏和大脑信号。OCEAN天线可将电信号转换为光信号,方便使用标准光学显微镜进行测量。此项技术无需电线和放大器,有望为心律失常、阿尔茨海默病等疾病的诊断提供新途径,并实现更精准的治疗。研究团队通过在玻璃基板上叠加材料,并使用离子束蚀刻和电流辅助聚合等工艺,成功在单芯片上制造出数百万个微米级天线。

📡 新型有机电散射天线(OCEAN)的诞生:麻省理工学院科学家研制出一种能高精度监测生物电信号的无线天线,无需电线和放大器,开启了生物电信号研究的新篇章。

🔬 微米级高精度电信号检测:OCEAN天线具备微米级的空间分辨率,能捕捉低至2.5毫伏的微弱信号,远超神经元通信所需的100毫伏信号,实现了对细胞电信号更精细的观测。

💡 电信号转换为光信号:该天线创新地将电信号转换为光信号,使得使用标准光学显微镜即可轻松测量,大大简化了实验流程,降低了研究门槛。

🍄 数百万微型天线阵列的制造:研究团队通过复杂的工艺,在单块芯片上制造出数百万个宽度仅为1微米的天线,展示了惊人的微纳制造能力,为大规模生物电信号监测奠定了基础。

🩺 潜在的医疗应用前景:这项技术有望为心律失常、阿尔茨海默病等疾病的诊断提供新途径,实现更精准的治疗,从而改善人类健康。

微型无线天线利用光来检测液体环境中的微小电信号(艺术图)。 图片来源:美国麻省理工学院

    科技日报北京12月26日电 (记者刘霞)美国麻省理工学院科学家研制出一款新型无线天线。它能以前所未有的精度监测生物系统内的电信号,包括微弱至2.5毫伏的来自心脏和大脑的信号。相关论文发表于最新一期《科学进展》杂志。

    电信号是细胞之间进行通信的基础。然而,精确记录这些电信号一直面临极大挑战。

    团队开发出了有机电散射天线(OCEAN)。这款天线能同时记录来自数千个位点的电信号,且空间分辨率高达微米级别。另外,OCEAN上的天线可将电信号转换为光,生物实验室中常见的标准光学显微镜即可轻松测量这些光。

    团队表示,有了这款无线天线,他们无需借助电线和放大器,就能对人体内的细胞进行深入研究。这有望为心律失常、阿尔茨海默病等疾病的诊断提供新途径,从而实现更有针对性的治疗。

    为研制出这款天线,团队先在玻璃基板上叠加导电和绝缘材料,然后使用聚焦的离子束蚀刻出纳米级的小孔。随后,他们将这块芯片浸入含有一种聚合物前体的溶液中。通过向溶液中施加电流,前体材料被吸引到芯片上的小孔内,蘑菇形天线从下往上开始“生长”。

    借助该方法,团队在单块芯片上制造出数百万个天线。这些天线的宽度仅1微米,具有出色的灵敏度,可检测低至2.5毫伏的信号,远远低于神经元用于通信的100毫伏信号。同时,这些设备还能捕捉电信号的快速变化,并在毫秒内作出响应。

    目前,这款天线只能用于细胞外部。团队计划对其进行改进,使其能穿透细胞膜进行更精确地测量。

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

无线天线 生物电信号 微米级 医疗诊断 麻省理工学院
相关文章