記者從中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所獲悉，該所類生命機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)和香港大學(xué)科研人員，在基于生命-機(jī)電系統(tǒng)深度融合的類生命機(jī)器人研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研發(fā)出一種以光遺傳工程化細(xì)胞為生物光敏感元件、以單層石墨烯為生物電子界面的類生命光電晶體管，并將其作為核心光電傳感單元構(gòu)建起類生命視覺(jué)感知成像系統(tǒng)，從而為研發(fā)具有高性能和良好生物兼容性的新型視覺(jué)假體提供了新思路和新方法。

日前，該研究成果以《基于光遺傳工程化活細(xì)胞的類生命光電晶體管》為題在線發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《生物傳感器和生物電子學(xué)》。

據(jù)悉，研發(fā)人員通過(guò)在普通人胚胎腎上皮細(xì)胞（HEK293）異源表達(dá)光敏感跨膜離子通道蛋白（ChR2）獲得了作為生物光敏感元件的光遺傳工程化細(xì)胞，其光感知過(guò)程與人眼視網(wǎng)膜受體感知光子的原理相似，即光誘導(dǎo)離子通道打開(kāi)進(jìn)而促使細(xì)胞去極化并產(chǎn)生生物電信號(hào)。

基于光遺傳工程化細(xì)胞的類生命光電晶體管用于視覺(jué)感知成像

中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所博士研究生楊佳介紹，為了檢測(cè)微弱的生物電信號(hào)，他們選擇了石墨烯這一具備高載流子遷移率的生物兼容性材料，構(gòu)建起無(wú)損、高通量的工程化細(xì)胞和機(jī)電系統(tǒng)的物理融合和信息檢測(cè)接口。

據(jù)介紹，光敏離子通道蛋白的融入，使類生命光電晶體管具有高出一個(gè)數(shù)量級(jí)的電流響應(yīng)以及更寬的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍。光遺傳工程化細(xì)胞作為該器件的核心成分，其接種密度對(duì)器件輸出電流具有調(diào)控作用，隨細(xì)胞接種密度的增加，器件的輸出電流逐漸增加并趨于飽和。此外，科研人員還利用該類生命光電晶體管構(gòu)建了視覺(jué)感知成像系統(tǒng)。

類生命機(jī)器人的研究理念和設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)仿生學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。沈陽(yáng)自動(dòng)化所劉連慶研究員表示，未來(lái)仿生學(xué)的研究將不限于對(duì)生物形態(tài)和功能的模仿，還將通過(guò)生命材料與機(jī)電系統(tǒng)的深度融合，充分利用生命系統(tǒng)固有的功能優(yōu)勢(shì)。

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