สร้างอุปกรณ์ที่คำนวณโดยการพิมพ์เซลล์บนกระดาษ

ปัจจุบันเรามีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากมาย เช่น คอมพิวเตอร์และแท็บเล็ต

พลังการคำนวณที่เพียงพอยอดเยี่ยม. แม้จะมีพลังมาก แต่ก็เป็นอุปกรณ์ที่มีจำกัดมากในการตรวจจับเครื่องหมายทางชีวภาพที่บ่งชี้ว่ามีโรคอยู่ ด้วยเหตุนี้ คอมพิวเตอร์ชีวภาพซึ่งเป็นอุปกรณ์เซลลูลาร์ที่มีชีวิตซึ่งสามารถตรวจจับเครื่องหมายได้หลายตัวและสร้างการตอบสนองที่ซับซ้อน จึงเริ่มได้รับการพัฒนาเมื่อหลายปีก่อน ในนั้น นักวิจัยใช้ตัวรับทางชีววิทยาที่สามารถตรวจจับสัญญาณจากภายนอก และใช้ชีววิทยาสังเคราะห์ในการปรับเปลี่ยนให้ตอบสนองตามข้อมูลที่ตรวจพบ

ตอนนี้เซลลูลาร์อุปกรณ์ที่ต้องใช้งานในห้องปฏิบัติการเป็นเวลา จำกัด ภายใต้เงื่อนไขบางประการและต้องได้รับการจัดการโดยนักชีววิทยาระดับโมเลกุล ขณะนี้กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Pompeu Fabra ได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการพิมพ์อุปกรณ์เซลลูลาร์บนกระดาษที่สามารถนำไปใช้นอกห้องปฏิบัติการได้

ฉันสงสัยว่าพวกเขาใช้หมึกอะไรเซลล์ชนิดต่าง ๆ พร้อมสารอาหารสำหรับการวาดภาพ เซลล์ยังคงติดอยู่ในกระดาษ มีชีวิตอยู่และใช้งานได้ และเซลล์เหล่านั้นยังคงเติบโตต่อไปและสามารถส่งสัญญาณที่เดินทางผ่านกระดาษและไปถึงเซลล์อื่นๆ เหตุผลในการทำเช่นนี้บนกระดาษ (หรือพื้นผิวอื่นๆ เช่น ผ้า) มีเหตุผลหลักๆ ที่เป็นประโยชน์ เป็นวิธีต้นทุนต่ำและปรับให้เข้ากับการใช้ในอุตสาหกรรมได้ง่าย และสามารถผลิตได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก

"เราต้องการพัฒนาแบบปรับขนาดได้และคิดจะใช้ระบบการพิมพ์แบบเดียวกับที่ใช้พิมพ์เสื้อยืด เราสร้างรูปทรงตามการออกแบบของเรา เราชุบมันด้วยหมึกเซลลูลาร์ต่างๆ เช่น บัฟเฟอร์ แล้วทาลงบนกระดาษ และเซลล์ต่างๆ ก็ถูกสะสมไว้”

ซีรา โมกาส-ดิเอซ จากมหาวิทยาลัยปอมเปอ ฟาบรา ประเทศสเปน

จุดแข็งคืออุปกรณ์เหล่านี้บนกระดาษสามารถนำไปแช่เย็นหรือแช่แข็งได้เนื่องจากหมึกเซลลูลาร์มีสารป้องกันการแข็งตัวที่อนุญาตให้ทำเช่นนั้นได้ ดังนั้นจึงแตกต่างจากอุปกรณ์รุ่นก่อน ๆ คือสามารถจัดเก็บไว้เป็นเวลานานก่อนใช้งาน

ในแนวทางใหม่นี้ทุกองค์ประกอบของอุปกรณ์คือกลุ่มของเซลล์ ในกรณีนี้คือแบคทีเรีย โดยมีการดัดแปลงพันธุกรรมเพียงเล็กน้อยซึ่งสามารถตรวจจับสัญญาณต่างๆ ได้ เซลล์อาศัยอยู่ในแถบกระดาษและสื่อสารระหว่างกัน รวมสัญญาณ และสร้างการตอบสนองอย่างใดอย่างหนึ่ง ขึ้นอยู่กับการรวมกันของสัญญาณที่ตรวจพบ องค์ประกอบต่างๆ จะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ด้วยการเปลี่ยนตำแหน่งในอวกาศโดยใช้ภาพวาดที่ทำบนกระดาษ คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ที่มีฟังก์ชันต่างๆ ได้

“ลำดับของเซลล์คือซอฟต์แวร์ เซลล์คือฮาร์ดแวร์ และกระดาษคือสารตั้งต้นทางกายภาพที่ใช้วางเซลล์เหล่านั้น”

Javier Macia จากมหาวิทยาลัย Pompeu Fabra ในสเปน

ทีมวิจัยได้พัฒนาต่างๆไบโอเซนเซอร์ซึ่งเป็นหนึ่งในนั้นได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับสารปรอท เมื่อเทียบกับระบบอื่น ๆ ที่มีอยู่ระบบนี้มีส่วนช่วยในการประเมินความเข้มข้นของปรอทด้วยสายตาโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจวัด ขึ้นอยู่กับปริมาณของปรอทที่มีอยู่จุดที่มากขึ้นหรือน้อยลงจะปรากฏบนแถบปฏิกิริยาที่สามารถนับได้ด้วยตาเปล่า

อ่านเพิ่มเติม:

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?

ฟังรถแลนด์โรเวอร์แห่งความเพียรพยายามของ NASA ที่เคลื่อนที่ข้ามดาวอังคาร

มนุษย์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากได้แม้ไม่มีแหล่งความร้อน