กล้องกราฟีนแสดงถึงเซนเซอร์ชนิดใหม่ที่มีประโยชน์สำหรับการศึกษาเซลล์และเนื้อเยื่อที่สร้างแรงดันไฟฟ้า รวมถึงกลุ่มของเซลล์ประสาทหรือเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ จนถึงปัจจุบัน มีการใช้อิเล็กโทรดหรือสีย้อมเคมีเพื่อวัดการเผาด้วยไฟฟ้าในเซลล์เหล่านี้ แต่อิเล็กโทรดและสีย้อมจะวัดแรงดันไฟฟ้าที่จุดเดียวเท่านั้น แผ่นกราฟีนวัดแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องทั่วเนื้อเยื่อที่สัมผัส

การพัฒนาดังกล่าว ซึ่งเผยแพร่ทางออนไลน์เมื่อสัปดาห์ที่แล้วในวารสารNano Lettersมาจากความร่วมมือระหว่างสองทีมของนักฟิสิกส์ควอนตัมที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ และนักเคมีกายภาพจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

"เนื่องจากเรากำลังถ่ายภาพเซลล์ทั้งหมดบนกล้องพร้อมกัน เราจึงไม่ต้องสแกน และเราไม่มีการวัดจุดเดียว เราสามารถแสดงภาพเครือข่ายทั้งหมดของเซลล์ได้พร้อมกัน" Halleh Balch กล่าว ของผู้เขียนบทความคนแรกสามคนและปริญญาเอกล่าสุด ผู้รับในภาควิชาฟิสิกส์ของ UC Berkeley

แม้ว่าเซ็นเซอร์กราฟีนจะทำงานโดยไม่ต้องติดฉลากเซลล์ด้วยสีย้อมหรือสารตามรอย แต่ก็สามารถใช้ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์มาตรฐานเพื่อสร้างภาพเส้นประสาทหรือเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อที่ติดฉลากเรืองแสงได้ ในขณะเดียวกันก็บันทึกสัญญาณไฟฟ้าที่เซลล์ใช้ในการสื่อสารไปพร้อมกัน

Allister McGuire ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าวว่า "ความง่ายในการแสดงภาพพื้นที่ทั้งหมดของตัวอย่างอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการศึกษาโครงข่ายประสาทเทียมที่มีเซลล์ทุกประเภทที่เกี่ยวข้อง" Allister McGuire ผู้ซึ่งเพิ่งได้รับปริญญาเอก .D. จากสแตนฟอร์ดและ. "ถ้าคุณมีระบบเซลล์ที่ติดฉลากเรืองแสง คุณอาจกำหนดเป้าหมายไปยังเซลล์ประสาทบางประเภทเท่านั้น ระบบของเราจะช่วยให้คุณสามารถจับภาพกิจกรรมทางไฟฟ้าในเซลล์ประสาททั้งหมดและเซลล์สนับสนุนของพวกมันด้วยความสมบูรณ์สูงมาก ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อวิธีที่ผู้คน ทำการศึกษาระดับเครือข่ายเหล่านี้"

กราฟีนเป็นแผ่นอะตอมคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอมจัดเรียงในรูปแบบหกเหลี่ยมสองมิติที่ชวนให้นึกถึงรังผึ้ง โครงสร้าง 2 มิติได้รับความสนใจจากนักฟิสิกส์มาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความทนทานที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ตลอดจนคุณสมบัติทางแสงและออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจ

"นี่อาจเป็นตัวอย่างแรกที่คุณสามารถใช้การอ่านค่าออปติคัลของวัสดุ 2D เพื่อวัดสนามไฟฟ้าชีวภาพ" Feng Wang ผู้เขียนอาวุโสด้านฟิสิกส์ของ UC Berkeley กล่าว "ผู้คนเคยใช้วัสดุ 2D ในการตรวจจับด้วยการอ่านค่าไฟฟ้าล้วนๆ มาก่อน แต่สิ่งนี้มีความพิเศษตรงที่มันทำงานร่วมกับกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้คุณสามารถตรวจจับแบบขนานได้"

ทีมงานเรียกเครื่องมือนี้ว่าเซ็นเซอร์สนามไฟฟ้ากราฟีนที่ขยายท่อนำคลื่นคู่หรือเซ็นเซอร์ CAGE

"การศึกษานี้เป็นเพียงการศึกษาเบื้องต้นเท่านั้น เราต้องการแสดงให้นักชีววิทยาเห็นว่ามีเครื่องมือดังกล่าวที่คุณสามารถใช้ได้ และคุณสามารถสร้างภาพที่ยอดเยี่ยมได้ มีความละเอียดของเวลาที่รวดเร็วและความไวของสนามไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม" ผู้เขียนคนแรกคนที่สามกล่าว Jason Horng ปริญญาเอก UC Berkeley ผู้รับซึ่งปัจจุบันเป็นเพื่อนร่วมงานดุษฎีบัณฑิตที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ "ตอนนี้มันเป็นเพียงต้นแบบ แต่ในอนาคต ฉันคิดว่าเราสามารถปรับปรุงอุปกรณ์ได้"

กราฟีนมีความไวต่อสนามไฟฟ้า

10 ปีที่แล้ว Wang ค้นพบว่าสนามไฟฟ้าส่งผลต่อการสะท้อนแสงหรือดูดซับแสงของกราฟีน Balch และ Horng ใช้ประโยชน์จากการค้นพบนี้ในการออกแบบกล้องกราฟีน พวกเขาได้รับแผ่นกราฟีนประมาณ 1 เซนติเมตรจากด้านที่ผลิตโดยการสะสมไอเคมีในห้องทดลองของ Michael Crommie ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ UC Berkeley และวางหัวใจที่มีชีวิตจากตัวอ่อนไก่ซึ่งสกัดสดใหม่จากไข่ที่ปฏิสนธิ การทดลองเหล่านี้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการสแตนฟอร์ดของ Bianxiao Cui ผู้พัฒนาเครื่องมือระดับนาโนเพื่อศึกษาสัญญาณไฟฟ้าในเซลล์ประสาทและเซลล์หัวใจ

ทีมงานแสดงให้เห็นว่าเมื่อปรับกราฟีนอย่างเหมาะสม สัญญาณไฟฟ้าที่ไหลไปตามพื้นผิวของหัวใจระหว่างจังหวะก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนการสะท้อนของแผ่นกราฟีน

"เมื่อเซลล์หดตัว มันจะยิงศักยะงานที่สร้างสนามไฟฟ้าขนาดเล็กนอกเซลล์" Balch กล่าว "การดูดกลืนของกราฟีนใต้เซลล์นั้นได้รับการแก้ไข ดังนั้นเราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงของปริมาณแสงที่กลับมาจากตำแหน่งนั้นบนพื้นที่ขนาดใหญ่ของกราฟีน"

สล็อตออนไลน์ 918kiss