
细胞的心跳
“生命就是细胞间的电荷移动。”曼彻斯特大学的安德里·盖伊姆教授如是说。盖伊姆教授目前正领导一项活体细胞电运动的测量项目。个体生物细胞的存活依靠的是细胞间带电粒子(即离子)的交换。这种粒子流动可以产生微弱的电流。只要使用达到一定精密度的仪器人们就可以测量到这种电流。
目前,盖伊姆教授的研究队伍已经开始了捕捉“细胞心跳”的研究。如果可以绘制出细胞的“心电图”,那么科学家就能对细胞的生理功能进行监测。这无疑是一种更安全的药物测试方法。


细胞的最后一口气
测量心脏和大脑的电波的技术目前已非常成熟,但测量微观层面的细胞电信号依然是一个巨大挑战。为了攻克这一难题,研究队伍采用了超导体的弱磁场检测技术来研究液体环境中的单个酵母细胞。这是该技术首次被应用在活体细胞上。
为了使电信号更加清晰,研究人员在液体中添加了乙醇。这将增加细胞膜的透明度和测量到电信号的可能性。在细胞接触到乙醇的一刹那,仪器纪录下了一个电信号。“那可能是垂死细胞的最后一次呼吸。”盖伊姆教授说。乙醇杀死了那个酵母细胞。
这个电信号是迄今为止测量到的最小活体细胞电信号,比之前测量到的最小信号小大约一百倍,约定于十个电子流动造成的电流。
“我们现在已经有了仪器精密度的改进方案。下一次我们将测试一个更具活力的微生物,比如变形虫。酵母是一种被抑制的有机体,并不能产生多少电信号。”盖伊姆教授说。


健康守护神
“在下一个研究阶段,我们将在不杀死细胞的情况下测量电信号。一旦掌握了细胞电信号的一般规律,我们就可以观察各种药物是如何影响细胞的了。”盖伊姆教授说。
电信号测量将成为药物测试的一个早期保障。它还可以用于监测污染对自然环境中微生物的影响。
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