黄新烁 黄 爽 杨 成 李湘凌 张爱华 谢 曦*

1(中山大学电子与信息工程学院 广州 510006)

2(光电材料与技术国家重点实验室 广州 510006)

3(广东省显示材料与技术重点实验室 广州 510006)

微介入式生物传感技术利用具备独特微纳结构的纳米针或微针以高安全性穿透生物体的屏障(细胞膜与皮肤角质层)，成功检测到细胞内或体内的生物标志物与生物物理信号。谢曦教授团队更进一步地将微介入式生物传感技术与先进电路系统集成一体，应用在细胞芯片、可穿戴设备以及可植入设备上，并取得了一系列研究成果[1]。

为开发面向细胞应用的微创生物传感器，使其能够安全地穿透细胞膜，谢曦教授开发了一种新型空心纳米针头阵列的微创生物传感芯片，通过在纳米针阵列芯片中培养细胞来穿透细胞膜，结合电路系统提供的脉冲式电场实现非破坏性穿透细胞膜。实验证明这种技术效率较高，能让电穿孔尽可能地只发生在较小区域，尽量保持细胞膜的完整性，且通过调节电场条件可以控制细胞膜的开启和闭合。进一步地，谢曦教授利用空心针头成功将 DNA 质粒等药物分子递送到细胞内，并在此过程中维持了细胞的高活性，该技术解决了病毒及一些化学药物递送过程中对药物分子类型和细胞类型的依赖[2]。除了利用电穿孔进行药物递送，谢曦教授团队还通过定时提取和分析细胞内容物，实现了在不损害细胞活力的前提下，在完全相同的一组细胞上分析半胱氨酸蛋白酶(Caspase-3)在细胞中的动态变化。……