高密度片上电化学生物传感器阵列正在健康监测、新药研发和医学治疗中发挥关键作用。纳米孔和离子通道类传感器具有巨大潜力，但对仪器电路的分辨率、速度、功耗和面积提出严苛要求。本文提出一种像素级电流读出电路和新的群簇（group-cluster）架构，以解决高性能生物传感器阵列中的电路挑战。该电路采用0.5 µm CMOS工艺制造，作为电化...
PEDOT:PSS 是一种高导电、热化学稳定性好且生物相容性增强的导电聚合物，适用于生物工程应用。通过电学控制 PEDOT:PSS 薄膜的氧化态，可连续调节其形貌、润湿性和导电性等物理化学性质，从而为控制细胞行为提供可能。作者利用（i）细胞质膜电生理响应作为离子可用性的生物传感器，（ii）X 射线能谱分析细胞周围离子相对丰度，以及（...
肌浆网（SR）钙库耗竭可激活血管平滑肌细胞（VSMCs）中由经典瞬时受体电位（TRPC）1蛋白组成的储控通道（SOCs），并参与重要细胞功能。此前研究证明蛋白激酶C（PKC）是VSMCs中TRPC1 SOC激活所必需的，本研究进一步考察经典磷脂酰肌醇信号通路中Gq介导的磷脂酶C（PLC）活性是否驱动PKC依赖性通道门控。G蛋白抑制剂...
发育心肌细胞的核心特性是能够自发跳动，但其机制是否类似成人心脏尚未直接验证。本研究在人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPS-CM）和大鼠新生心肌细胞（rN-CM）中，通过全细胞/穿孔膜片钳和二维共聚焦成像，比较肌浆网与线粒体钙信号及If通道对自发节律的贡献。结果显示：两类细胞在24℃下均自发跳动（60–140次/分）；将膜电位钳制在...
变构调节剂通过正向或负向改变神经递质受体对其内源配体的有效反应而发挥作用。γ-氨基丁酸A型受体（GABAAR）是苯二氮䓬类、神经甾体和巴比妥类等变构调节剂的主要靶点。由于缺乏可在脑片中评估此类物质定位与功能的技术，相关分析受到限制。本文报道嗅探膜片激光解笼反应（SPLURgE），将嗅探膜片记录与笼化GABA的紫外激光光解相结合。该方...
大电导机械敏感通道 MscL 是一种小型同源五聚体细菌蛋白，具有已知最大的门控孔道，孔径大于 30 Å，可允许大分子甚至小蛋白通过，因此被提出用作药物释放等纳米器件中的触发纳米阀。MscL 通常响应膜张力而开放，但早期研究发现，在孔道狭窄区引入亲水或带电残基可促使孔道开放。此前研究通过化学修饰 MscL 孔道内的 G22 位点，使其...
肺神经上皮体（NEB）是富含神经支配的复杂气道感受器，参与呼吸调节，并与周围Clara样细胞共同具有干细胞潜能。本研究采用共聚焦活细胞成像和新型电生理技术，在离体肺切片模型中解析NEB微环境中的嘌呤能信号通路。奎那克林组织化学显示NEB细胞富含囊泡ATP。作者将reporter-patching方法改造为高灵敏、高选择性ATP生物传...
基因编码探针已成为非侵入监测离子、蛋白分布及细胞组分迁移与形成的有力工具。本文报道两种分子探针的功能表达，用于非侵入荧光监测胞内氯离子浓度（[Cl]i）和甘氨酸受体（GlyR）通道功能。第一种为近期开发的蓝荧光蛋白–黄荧光蛋白（CFP–YFP）融合探针 Cl-Sensor，对 Cl- 具有较高敏感性（Kapp≈30 mM）。作者通过...
ATP 是星形胶质细胞与神经元之间通讯的重要胶质递质。已有研究显示，非缺血条件下星形胶质细胞可因多种刺激释放 ATP。本研究采用荧光素-荧光素酶法发现，原代培养的小鼠星形胶质细胞在模拟缺血性应激的氧糖剥夺（OGD）条件下也发生大量 ATP 释放。利用生物传感器技术，单个星形胶质细胞表面局部 ATP 浓度可升高至约 4 μM。OGD ...