據英國《新科學家》雜志報道，英國和日本化學家聯手開發了一批分子機器人，可以探測活細胞未知的化學環境，并將探測結果發送回來。

 

科學家表示，此分子機器人能將細胞膜的2種不同化學特性的測量結果加密成光信號傳送回來，科學家對此進行解密后就能得到實際結果。其中一種測量結果通過光強度加密，另一種通過光的波長或顏色來加密。這些測量結果可以幫助生物化學家探知細胞如何產生能量以及信號是如何在神經細胞中傳遞的機理。

 

負責此項開發的英國貝爾法斯特女王大學普納桑拉·德·西爾瓦說：“納米裝置及其繪制納米空間的應用已經首次從科幻變成了科學實驗。”

 

此分子機器人具有分子敏感性，對2種化學環境的特性非常敏感。細胞中首個變量是質子-氫離子的濃縮程度，繪制這一變化狀況很重要，因為細胞利用不同梯度濃度的質子濃縮來貯存和產生能量。第二個變量是極性大小，由一些分子來調控這些電極的負電荷的分配。而細胞通過這些電極來給細胞膜定型，并將分子聚集一起或彼此分開。

 

此新型分子探測器是由質子敏感片段連在一個極性敏感的熒光片段構成的。當質子接收器發現氫離子時，它會釋放能量，使熒光片段發光。周圍的質子越多，發出的光就越多。然而，由于發光的熒光片段對極性的變化很敏感，發出光的波長加密這些分子周圍的極性，因此細胞環境的極性越大，光波長就越長。

 

研究人員開發了18種不同版本的這種分子探測器，并在人造細胞時進行了測試。不同版本的分子探測器有不同的親水性和疏水性，這意味著它們會自然地移動到細胞膜周圍的不同位置。通過監測發出光的強度和波長，研究人員能夠繪制細胞膜周圍電化學環境的詳細圖示。德·西爾瓦說：“這是首次看到細胞膜附近的質子分配被如此詳細地繪制出來。”此工作在分子傳感器的設計上是一項重大突破，意大利科學家表示。