У MIT розробили бездротові антени для живих клітин

Антени використовують світло для виявлення найдрібніших електричних сигналів у рідких середовищах, даючи змогу фіксувати клітинні взаємодії в режимі реального часу.

Інженери з Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили технологію для вивчення електричної активності живих клітин – крихітні бездротові антени, що використовують світло для виявлення електричних сигналів. Технологія може допомогти в діагностиці та лікуванні різних захворювань, зокрема аритмії та хвороби Альцгеймера.

Створені вченими антени OCEAN (органічні електророзсіювальні антени) у сто разів тонші за людську волосину і здатні реєструвати найменші електричні сигнали в рідких середовищах. На відміну від традиційних пристроїв для вивчення біоелектричної активності клітин, що вимагають безлічі дротів, запропонований метод дає змогу одночасно отримувати дані з тисяч точок вимірювання, використовуючи тільки світлові сигнали.

Ключовим елементів технології стало використання спеціального полімеру PEDOT:PSS, який змінює характер розсіювання світла залежно від електричної активності навколишніх клітин. За словами співавтора дослідження Бенуа Дебіоля, цю властивість матеріалу виявили випадково: вчені експериментували з полімером, вкритим золотими наночастинками, але виявила, що сам полімер працює набагато ефективніше.

Зміна властивостей полімерної антени залежно від зовнішнього середовища. Зображення: Benoit Desbiolles et al., Science Advances

Антени з полімеру притягують або відштовхують позитивні іони з навколишнього рідкого середовища, коли поблизу є електрична активність. Це впливає на хімічну конфігурацію та електронну структуру матеріали, змінюючи коефіцієнт заломлення. У результаті, коли дослідники спрямовують світло на антену, його інтенсивність змінюється пропорційно до електричного сигналу, присутнього в рідині.

Технологія може зробити революцію у вивченні клітинних процесів і розробці ліків, вважають учені.