科學(xué)家首次研制成功了一種微型芯片，這種芯片能夠利用為細(xì)胞生存提供能量的燃料源進(jìn)行供能。而這一突破性的進(jìn)展將能夠使得未來(lái)的某一天，我們能夠向病人體內(nèi)直接植入這種芯片，而無(wú)需考慮電池消耗的問(wèn)題(電池哥你怕不怕)。

　　說(shuō)道細(xì)胞的供能原理，我們不得不翻開(kāi)高中生物課本，尋找有關(guān)ATP的章節(jié)。如果記得沒(méi)錯(cuò)的話，我們的細(xì)胞存儲(chǔ)有一定量的ATP(三磷酸腺苷)，它在轉(zhuǎn)化為ADP的時(shí)候會(huì)釋放能量，為細(xì)胞活動(dòng)提供必要的需求。這種新型微芯片就能夠利用這種被稱為納-鉀ATP酶的酶功能。他們?cè)诮佑|到ATP的時(shí)候，會(huì)初始ATP分解釋放能量，位于芯片中的酶能夠促使鉀離子和鈉離子(帶有正電荷)穿過(guò)特殊的膜，產(chǎn)生電勢(shì)能，形成電流，為芯片供電。

　　“這種離子泵，就像是生命系統(tǒng)中的電子器件。”來(lái)自哥大的電氣工程師Ken Shepard這樣介紹到。他和同事們將最新的研究發(fā)布在12月7號(hào)的《Nature Communications》上。

　　研究人員先從豬腦中提取了這種納-鉀ATP酶，然后將他們嵌入到人造脂肪膜上。最后的芯片能夠在一平方毫米的面積上獲得200萬(wàn)分子所提供的能量，這一(細(xì)胞)密度只有普通哺乳動(dòng)物神經(jīng)纖維的5%。

　　通過(guò)獲取ATP分解的能量，這種離子泵能夠產(chǎn)生78毫伏的電壓，兩塊這種大小的生物細(xì)胞芯片能夠?yàn)镃MOS集成電路提供足夠的電壓。這種電化學(xué)能轉(zhuǎn)換的離子泵的轉(zhuǎn)化率在14.9%。

　　通過(guò)離子泵，我們能夠建立一個(gè)可以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電場(chǎng)。而ATP只存在細(xì)胞內(nèi)，而不是血液中，所以這種新系統(tǒng)并不能像常規(guī)的醫(yī)療裝置那樣植入體內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

　　不過(guò)這種系統(tǒng)能夠被植入到細(xì)胞內(nèi)部，目前已經(jīng)有很多納米級(jí)的材料用來(lái)作為可植入設(shè)備的制造，不過(guò)他們都是被動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。我們希望芯片能夠同伙生物材料獲得能量，完成一些計(jì)算和決策，然后執(zhí)行一些特殊的功能。

　　未來(lái)的研究可能會(huì)制作一些具有膜蛋白的電子產(chǎn)品，比如能夠形成嗅覺(jué)或者味覺(jué)功能的傳感器，我們的功能模塊能夠與不同的功能模塊進(jìn)行組合，完成一些細(xì)胞級(jí)別的生物應(yīng)用。