科学家开发出基于发光藻类的“活”传感器

2022年09月30日05:43:03 科学 1636

美国开发商展示了一种可以记录机械变形的设备原型。生活在其中的浮游生物会根据所产生的电压发光,并在光照下自我充电。

科学家开发出基于发光藻类的“活”传感器 - 天天要闻

甲藻是一组单细胞光合生物,它们使用一只眼睛和一对鞭毛来检测光线并朝它移动。这些是海洋浮游植物的主要代表之一 - 从热带到极地水域。许多物种能够通过水的运动产生生物发光。感觉到它后,整群甲藻照亮了海浪,或者留在了驶入大海的船后面。

这种反应与细胞对机械压力的反应有关,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一组科学家决定利用甲藻的这一特性来制造新的“天然”生物传感器。原型包括被包裹在透明柔性外壳中的活细胞,当感觉被拉伸、压缩或弯曲时会发光。蔡胜强教授和合著者在《自然通讯》杂志上发表的一篇文章中谈到了他。

在与生物学家协商后,科学家们选择了 Pyrocystis lunula 甲藻,将它们放置在各种形状的密封弹性壳中。为了增强细胞所承受的机械应力,在外壳的内表面制作了小突起,从而增强了变形过程中的水流。多亏了这一点,作者设法获得了生物传感器的原型,只要轻轻一碰,它们就会真正亮起来。科学家们还证明,磁铁可以放置在设备内部,然后在外部场的影响下它们移动并发光。

弹性聚合物聚二甲基硅氧烷用作壳。该材料是在具有使用激光制成的微孔的基质上制成的,因此他也保留了这些孔。它们捕获细胞和大型生物分子,但确保氧气和其他气体的交换。多亏了这一点,设备内的甲藻仍然活着,并且为了“充电”,它们足以留在光线下。光合作用将有助于恢复用于发光的资源。

否则,创建的原型非常简单,不需要任何维护。“我们把文化带进来,这就是它的终点,”蔡教授说。“当它们在阳光下充电时,它们可以一次又一次地使用至少一个月。无需更新解决方案等。每台设备都是一个小的生命生态系统。”

现在科学家们正计划改进原型——特别是获得这样的结构,以便活细胞可以直接整合到其中。这将使设备更加可靠和通用。在未来的某一天,它们可能会在海洋监测系统、水下机器人等领域得到应用,或者只是提供照明而不需要电力。

科学分类资讯推荐

中国交付全球最大“人造太阳”重要部件 - 天天要闻

中国交付全球最大“人造太阳”重要部件

近日,全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER)计划磁体馈线采购包项目迎来关键节点,其最后一套校正场线圈内馈线部件在合肥竣工,并交付起运位于法国的ITER现场。这标志着ITER磁体馈线系统中所有超大部件的研制顺利完成。ITER磁体馈线系统由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研制,被称为ITER磁体系...
张振丰调研温州学研究联合会 构建中国学视野下的温州学研究体系 - 天天要闻

张振丰调研温州学研究联合会 构建中国学视野下的温州学研究体系

4月13日,副省长、市委书记张振丰在温州学研究联合会调研时强调,要深入学习贯彻习近平文化思想和习近平总书记考察浙江重要讲话精神,坚持“立足温州、研究温州、服务温州”,深化时间维度、放大空间维度,贯通历史研究温州、跳出温州研究温州,努力打造温州建设高水平文化强市的重要窗口、具有全国影响力的地方学术研究的...
土拨鼠等动植物不得携带入境!关于国门生物安全,你要知道这些 - 天天要闻

土拨鼠等动植物不得携带入境!关于国门生物安全,你要知道这些

极目新闻记者 张秀娟通讯员 赵梦洁 黄晓彧 林敏“小朋友们,外来入侵物种包括哪些呢?”“在咱们出国旅游前,需注意哪些问题呢?”4月12日,在第十个全民国家安全教育日来临之际,武汉海关在武汉天河国际机场开展了一场别开生面的“海关开放日”活动。15名小学生化身“国门小卫士”,零距离体验、参与海关全民国家安全教育...
月球上跳一跳,轻松打破跳高世界纪录!这个展会,解密引力奥秘 - 天天要闻

月球上跳一跳,轻松打破跳高世界纪录!这个展会,解密引力奥秘

顶端新闻记者 杨逍 文 时硕 图如果你向往星辰宇宙,那你是否幻想过在其他星球上跳跃?在本次国防展的“星球重力”互动体验机前,你每次的纵身一跃,都会化身成屏幕中身穿宇航员服的小人,来到月球、金星、火星、火卫二、土卫一等星体上,屏幕的上方记录着你的跳跃高度。在月球,你轻轻一跃就能达到3米高度,轻松打破2.45米...
4月13日石家庄强风显著增强的原因 - 天天要闻

4月13日石家庄强风显著增强的原因

4月13日石家庄强风显著增强的原因,是多重气象条件和地理因素共同作用的结果。根据气象监测和专家分析,此次强风具有以下关键成因:一、极端天气系统的叠加效应1.
神十九乘组“太空出差”倒计时:各项空间科学实(试)验稳步推进 - 天天要闻

神十九乘组“太空出差”倒计时:各项空间科学实(试)验稳步推进

IT之家 4 月 13 日消息,据央视网报道,神舟十九号航天员乘组的“太空出差”之旅即将进入倒计时。上周,神十九乘组稳步推进各项空间科学实(试)验,在开展站内环境监测、设备检查维护等工作同时,积极开展健康维护。神十九乘组利用脑电设备开展了多项实验的测试工作,地面科研人员将利用获取的数据探究重力对视觉运动信息...
感受活力丨机器人正在进化中……这样的“生活搭子”,你喜欢吗? - 天天要闻

感受活力丨机器人正在进化中……这样的“生活搭子”,你喜欢吗?

模仿人类奔跑、跳跃、空翻,像人一样说话、思考甚至察言观色。这不是科幻电影对未来的虚构,而是2025中国机器人产业阔步向前的现实。小时候的你,是不是也曾畅想过:家里有一个机器人,能买菜、做饭、铺床、扫地,帮你干农活,还可以照顾家里老人……时至今日,这些“天马行空”的想象,正在变成现实。“12点了,您该吃药了...