人类的各种用电器,从电灯泡到iPod都是通过电子来传输信息,而人体和其他生物自身却是用离子和质子来传输信号并执行任务。据美国物理学家组织网9月 20日报道,华盛顿大学材料科学家制造出一种能传输质子流的新式晶体管,有望开发出和生物体直接沟通联系的设备。该研究发表在本周的在线杂志《自然·通信》上。
在体内,质子处于“开”或“关”两种状态,其在生物能量转移中至关重要,可通过细胞膜中的离子开关通道,把物质吸进或推出细胞;动物和人则用离子传输大脑和肌肉信号来保持灵活运动。那些能与人体生理过程相连的设备,可用来开发生物传感器或义肢。但通常,这些设备都是用带负电荷的电子来通讯,而非质子或离子。
如何让一台机器和一个生命系统兼容,这二者间的接口是最大的挑战。“怎样才能把电子信号转化为离子信号,或反过来?”论文领导作者、华盛顿大学材料科学与工程副教授马科·罗兰蒂说,“我们发现了一种生物兼容材料,非常适于传导质子,很有可能成为连接生命系统的接口。”
这种材料是一种改良的壳聚糖(chitosan),最初从鱿鱼骨中提取,也能从食物加工厂丢弃的蟹壳和鱿鱼骨中回收利用。研究人员发现,它在传输质子方面效果显著,能吸水而形成许多氢键,由此质子能从一个氢键跳到另一个。他们还用电荷传输计算机模型进行了验证,与实验结果能够很好地吻合。
研究人员制作的样品设备仿照了一种场效应晶体管,宽约5微米,是人类发丝的1/20,包括一个栅极(gate)、一个漏极(drain)和一个源终端(source terminal),但它传输的却是质子流脉冲。“在我们的设备中,生物激发分子能移动质子,质子流可以被打开或关闭。这种方式完全能比拟任何其他的场效应晶体管中的电子流。”罗兰蒂说。
关于这种晶体管的应用,罗兰蒂说,在下个10年左右很可能出现实验室用的细胞直接传感器。目前的质子流样品设备有一个硅基,不能用在人体中。但从长远来看,可能会有能直接植入生物体内的兼容设备,监控甚至控制特定的生物过程。
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本文的目的是为了探讨注射用甲苯磺酸奥马环素的无菌方法开发及验证。通过采用薄膜过滤法,使用1mol·L-1硫酸镁溶液对样品及所用培养基进行处理,pH 7.0 氯化钠蛋白胨缓冲液(含 0.1% 组氨酸、0.3% 卵磷脂和 3% 吐温 80)进行冲洗,有效地消除了样品的抑菌性。得出的结论为采用 1 mol·L-1 硫酸镁溶液及 pH 7.0 氯化钠蛋白胨缓冲液(含 0.1% 组氨酸、0.3% 卵磷脂和 3% 吐温 80)可以有效地消除注射用甲苯磺酸奥马环素的抑菌性能,可以将该方法用于注射用甲苯磺酸奥马环素的无菌方法验证。
作者:印萍
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