細胞傳感器的研究有什么目的

更新時間：2025-06-26

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細胞是人體和其他生物體的基本結構單位，而細胞培養技術和半導體微細加工技術也就是傳感器技術則是細胞發展的技術發展過程。由于體內所有的生理功能和生化反應，都是在細胞及其產物(如細胞間隙中的膠原蛋白和蛋白聚糖)的物質基礎上進行的。一百多年的，光學顯微鏡的發明促成了細胞的發現。此后，對細胞結構和功能的研究，經歷了細胞水平、亞細胞水平和分子水平等具有時代特征的研究層次，從細胞這個小小的單位里揭示出眾多生命現象的機制，積累了極其豐富的科學資料。可以認為，離開了對細胞及構成細胞的各種細胞器的分子組成和功能的認識，耍闡明物種進化、生物遺傳、個你的新陳代謝和各種生命活動以及生長、發育、衰老等生物學現象，要闡明整個人體和各系統、器它的功能活動的機制，是不可能的。事實上，細胞生理學和分子生物學的實驗技術和理論，已經迅速地向基礎醫學和臨床醫學等各部門滲透。同時，對細胞生物學的研究，也要求工程技術人員提供更多的研究方法和研究工具，以提高研究的準確性和效率。

隨著細胞培養技術和半導體微細加工技術的發展，以活細胞作為敏感元件的細胞傳感器和神經芯片，已成為生物傳感器研究領域的一人熱點。活細胞作為傳感器的敏感元件，對于很多可以引起細胞電化學狀態變化的物質，都具有高度敏感件，而半導體器件的惰性可以提供—種穩定、無損、長時間的監測。通常，按照識別元件可將牛物傳感器分為三類：基于分子(酶、抗原或抗體、受體、核酸、脂質體等)的、基于細胞的和基于組織切片的。就敏感元件而言，前者是固定化的生物體成分，后兩者是生物體本身。基于分子的生物傳感器具有高度選擇性和敏感性，只對靶分子省響應。正因為這種高度選擇性，可能會使某些具有相同功能的相關分子檢測不到。而將活細胞作為探測單元，可以檢測到許多未知的物質。已經有人將這種細胞傳感器用于環境監測(牛化wu器、地下水污染等)、藥物篩選、新藥開發和基礎神經學等研究。

細胞傳感器能定性、定量測量和分析未知物質的信息，即確定萊類物質存在與否及濃度大小。例如，把具有某—類型受體的細胞當作傳屈器，由受體配體的結合常數可推導出該傳感器對某種激動劑的敏感度，測定該傳感器的響應就可以汁算出該激動劑的濃度。更重要的是，細胞傳感器能夠測量功能信息，即監測被分析物對活細胞生理功能的影響，從而能解決一些與功能性信息相父的問題。例如，復合藥物各成分對生理系統的影響是什么；被分析物相對于給定的受體是否是抑制劑或激動劑(現代藥物篩選和開發的核心問題)；被分析物是否以其他方式來影響細胞的新陳代謝，如第二信使或酶；待測物是否對細胞有毒副作用；環境是否受到污染。