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课题组科研成果获Nanoscale封面刊载
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2018-2-8 10:49:00

    近日,国际著名学术期刊Nanoscale(中科院一区TOP类期刊,影响因子7.367)以inside back cover的形式刊载了中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组在类生命机器人感知领域的最新成果,该研究通过石墨烯晶体管实现了工程化细胞的多维信息同步获取,为建立基于活体细胞的生命本征感知器件奠定了基础。(Label-free multidimensional information acquisition from optogenetically engineered cells using graphene transistor, Nanoscale, Vol.10(5), pp. -2285-2290,2018.DOI:10.1039/C7NR07264C, http://pubs.rsc.org/en/ content/articlehtml/2018/nr/c7nr07264c?page=search)。 

 

    亿万年的进化让生物系统具备了人工系统所无法比拟的优势,如何在人工系统上复现生命系统的优势是学术界关注的前沿问题。课题组将生物光遗传学与工程技术相结合,将可表达出具有高速光敏特性视蛋白的基因转入目标细胞,使目标细胞成为光敏生物单元,进而将该工程化细胞与微纳机电系统相融合,构建全新的类生命感知器件,期望全面复现光敏蛋白所具备的本征生物感知特性。这种类生命设计的关键是生命体与机电系统的接口及生物信息的检测,该问题的常规处理方法包括电生理学或化学成像等方法,然而上述方法存在信息获取单一、过程复杂或对细胞存在损伤等缺陷。此次Nanoscale发表的论文,利用石墨烯电特性对细胞膜电位的高度敏感性,将光敏蛋白通道开关产生的动作电位有效转化为石墨烯微纳器件的电特性变化,进而避免了前述方法的缺陷,一次性实现了细胞电生理状态、细胞浓度、视蛋白表达水平以及光强响应等重要信息,为类生命感知器件的实现提供了可行的技术途径。

 

    近年来,微纳米课题组基于生命系统与机电系统相融合的类生命机器人研究理念,围绕类生命感知、类生命驱动和类生命智能开展相关研究。本次封面刊发的研究成果展现了机器人感知系统由非生命介质向生命体介质转变的可能性和先进性,向着全面建立类生命机器人系统坚实迈进。课题组该领域的前期成果先后发表在Nature Communications,Small,ACS Applied Materials & Interfaces,Lab on a Chip,Nanoscale,IEEE Trans汇刊等国际知名期刊,研究布局逐步系统化、体系化,为未来取得更好的成果奠定了工作基础。Nanoscale是由英国皇家化学学会出版的微纳领域国际知名期刊,此次以封面文章形式发表微纳米课题组的研究成果,表明沈阳自动化所在微纳科学领域的研究更加深入,不断取得新的进步,国内外影响力也在稳步提升。

 

    本研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院、机器人学国家重点实验室的大力支持。

 

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