细胞传感器的研究有什么目的

  细胞是人体和其他生物体的基本结构单位，而细胞培养技术和半导体微细加工技术也就是传感器技术则是细胞发展的技术发展过程。由于体内所有的生理功能和生化反应，都是在细胞及其产物(如细胞间隙中的胶原蛋白和蛋白聚糖)的物质基础上进行的。一百多年的，光学显微镜的发明促成了细胞的发现。此后，对细胞结构和功能的研究，经历了细胞水平、亚细胞水平和分子水平等具有时代特征的研究层次，从细胞这个小小的单位里揭示出众多生命现象的机制，积累了极其丰富的科学资料。可以认为，离开了对细胞及构成细胞的各种细胞器的分子组成和功能的认识，耍阐明物种进化、生物遗传、个你的新陈代谢和各种生命活动以及生长、发育、衰老等生物学现象，要阐明整个人体和各系统、器它的功能活动的机制，是不可能的。事实上，细胞生理学和分子生物学的实验技术和理论，已经迅速地向基础医学和临床医学等各部门渗透。同时，对细胞生物学的研究，也要求工程技术人员提供更多的研究方法和研究工具，以提高研究的准确性和效率。

    随着细胞培养技术和半导体微细加工技术的发展，以活细胞作为敏感元件的细胞传感器和神经芯片，已成为生物传感器研究领域的一人热点。活细胞作为传感器的敏感元件，对于很多可以引起细胞电化学状态变化的物质，都具有高度敏感件，而半导体器件的惰性可以提供—种稳定、无损、长时间的监测。通常，按照识别元件可将牛物传感器分为三类：基于分子(酶、抗原或抗体、受体、核酸、脂质体等)的、基于细胞的和基于组织切片的。就敏感元件而言，前者是固定化的生物体成分，后两者是生物体本身。基于分子的生物传感器具有高度选择性和敏感性，只对靶分子省响应。正因为这种高度选择性，可能会使某些具有相同功能的相关分子检测不到。而将活细胞作为探测单元，可以检测到许多未知的物质。已经有人将这种细胞传感器用于环境监测(牛化wu器、地下水污染等)、药物筛选、新药开发和基础神经学等研究。

    细胞传感器能定性、定量测量和分析未知物质的信息，即确定莱类物质存在与否及浓度大小。例如，把具有某—类型受体的细胞当作传屈器，由受体配体的结合常数可推导出该传感器对某种激动剂的敏感度，测定该传感器的响应就可以汁算出该激动剂的浓度。更重要的是，细胞传感器能够测量功能信息，即监测被分析物对活细胞生理功能的影响，从而能解决一些与功能性信息相父的问题。例如，复合药物各成分对生理系统的影响是什么；被分析物相对于给定的受体是否是抑制剂或激动剂(现代药物筛选和开发的核心问题)；被分析物是否以其他方式来影响细胞的新陈代谢，如第二信使或酶；待测物是否对细胞有毒副作用；环境是否受到污染。