【武汉大学:研发3D可拉伸传感器水凝胶平台培养心肌细胞和监测机械转导!】
研究内容
心肌细胞负责产生收缩力,将血液泵送到全身,对机械力非常敏感,可以启动机械电耦合和机械化学转导。通过工程化三维(3D)培养模型构建心脏组织和记录心肌细胞的电信号方面已取得了显著进展。然而,实时获取心肌细胞机械传导中的瞬态生化信息仍然是一个严峻的挑战。
武汉大学黄卫华和刘艳玲开发了一个用于心肌细胞培养、电刺激和电化学监测的3D可拉伸传感水凝胶集成平台。该平台不仅可以模拟体内心肌细胞的天然3D微环境,而且通过嵌入的3D电极的电刺激促进心肌细胞的排列和定向。此外,通过拉伸集成平台,在生理和病理条件下成功监测了机械拉伸诱导的心肌细胞释放的H2O2,使得二甲双胍能够在高血压和糖尿病心肌病状态下对心肌细胞进行疗效评估。
研究要点
要点1.作者使用弹性三维(3D)聚二甲基硅氧烷(PDMS)多孔支架作为基材,然后均匀涂覆增塑剂和催化剂共官能化的PEDOT:PSS(PPLC),这赋予了可拉伸支架优异的导电性、电催化性能和在机械变形下稳定的电化学传感性能。
要点2.作者进一步将包封有大鼠原代心肌细胞的胶原水凝胶灌注到所制备的3D可拉伸传感器的间隙中,形成用于3D心肌细胞培养和实时机械化学转导(MCT)监测的集成平台。
要点3.该集成平台不仅可以模拟体内心肌细胞的天然3D微环境,而且可以通过嵌入的3D电极的电刺激促进心肌细胞的排列和定向。此外,在生理和病理条件下成功监测机械拉伸诱导的心肌细胞释放的H2O2,使得二甲双胍能够在高血压和糖尿病心肌病状态下对心肌细胞进行疗效评估。
研究图文
图1.3D可拉伸传感器水凝胶集成平台的制造和在施加拉伸负载时监测心肌细胞的示意图。
图2.(A)3D PPLC/PDMS电极的SEM。(B)(I)PDMS支架、(II)PPLC/PDMS支架和(III)PPLC/PCMS支架横截面的高倍SEM。(C)3D PPLC/PDMS电极的SEM和相应的EDX元素图像。(D)3D PPLC/PDMS电极水凝胶集成平台的SEM。(E)3D集成平台的压缩应力-应变曲线,插图:杨氏模量。(F)胶原水凝胶填充前后的3D PPLC/PDMS电极的CV。
图3.(A)3D可拉伸传感器水凝胶集成平台变形的照片。(B)3D集成平台在10 mM K3[Fe(CN)6]中,获得的在不同张力状态和以不同半径弯曲后的CV响应的统计结果。(C)PPLC/PDMS电极在与水凝胶结合之前和之后对2 mM H2O2的CV。(D)3D集成平台在2 mM H2O2中的CV响应。3D集成平台在+0.55 V vs Ag/AgCl条件下,随着H2O2浓度的增加的(E)安培响应和(F)对应校准曲线。
图4.(A)在集成平台中培养48小时的心肌细胞,钙蛋白AM(绿色)和PI(红色)染色后的共焦显微镜图像的3D重建。插图:z平面横截面上的共焦显微镜图像。(B)在平台中培养48小时的心肌细胞中Cx-43(绿色)的免疫荧光染色。(C)在平台中培养48小时的肌细胞的SEM。(D)三种不同电刺激方案的示意图。(E)三种不同方案中心肌细胞的荧光图像,钙蛋白AM(绿色)和PI(红色)标记。(F)三种不同方案中心肌细胞的Cx-43(绿色)的免疫荧光染色。(G)定量分析三种不同电刺激方案中心肌细胞的方位角。取向角(θ)定义为细胞轴方向与电场方向的偏差。
图5.(A)Met阻止MS和HG诱导ROS释放的分子途径示意图。(B)在拉伸前后,在用Calcein AM(绿色)和PI(红色)染色的集成平台上培养的心肌细胞的荧光图像。(C)正常葡萄糖和(D)高糖环境中(施加电位:+0.55 V vs Ag/AgCl),不同拉伸振幅的心肌细胞中检测到的安培响应。不同处理的(E)10%菌株和(F)20%菌株心肌细胞H2O2释放的定量统计。ns:无显著性,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。
传感动态
【三星计划推出4亿像素传感器 小米有望拿下首发权】
最新消息显示,三星计划推出一系列超过2亿像素的ISOCELL图像传感器。这个系列包括HP7-200MP、GN6-50MP和HU1-440MP三款型号。其中,令人惊叹的是最后一款传感器的像素高达4.4亿,据推测,小米可能会获得这款传感器的首发权。
近年来,手机摄影技术的发展取得了巨大的突破。如今,手机后置主摄传感器已经达到了1英寸的尺寸,但这并不是终点。在像素方面,手机已经遥遥领先,达到了2亿像素。然而,目前大尺寸传感器还无法与2亿像素相结合,否则手机的拍照水平将达到更高的层次。尽管如此,手机硬件仍在高速发展,尤其是相机方面。
然而,目前的进展令人遗憾,预计三星将在2024年正式将这款4.4亿像素传感器应用于手机上,而首发机型很可能是三星S25 Ultra。除了自用外,三星还计划将这些传感器销售给其他厂商。
这样高像素的传感器势必会引起其他手机厂商的浓厚兴趣,因为这个参数非常具有吸引力。考虑到国内与三星合作最紧密的厂商是小米,此前的6400万像素和1亿像素镜头都是小米从三星获得的首发,因此外界推测小米可能会获得4.4亿像素的首发权。
然而,要驾驭这款传感器并非易事,即使是目前最强大的骁龙8 Gen2芯片也不支持,骁龙8 Gen3芯片也不太可能支持。但考虑到三星在行业中的领导地位,高通和联发科肯定会尽快跟进,预计2024年推出的3纳米芯片将支持这款4.4亿像素的镜头。
另外,目前手机默认不支持大像素模式,需要手动开启,因为这会消耗大量性能。因此,人们期待明年的旗舰芯片可以默认开启4.4亿像素模式。尤其是小米与徕卡的软件优化结合更强大的硬件,有望在小米14 Ultra上实现与单反相机拍照相媲美的水平。
手机摄影技术的不断进步为用户带来了更多的可能性。超过2亿像素的ISOCELL系列图像传感器的推出将进一步提升手机摄影的水平。这款传感器的正式应用,手机摄影将继续向前发展,提供更出色的拍摄体验。
【上海嘉定:加快智能传感器产业园建设,大力培育“独角兽”和“隐形冠军”企业 力争到2025年高新技术企业总数达3000家】
上海市嘉定区委书记陆方舟在8月22日举行的“高质量发展在申城·嘉定区”新闻发布会上表示,面向未来,嘉定区将以高水平改革开放赋能高质量发展,重点聚焦“四大功能”,提升“四个能力”。
一是聚焦服务全球资源配置功能,提升关键要素配置能力。更大力度吸引高技术高质量外资,全面激发民营经济发展活力,大力培育“独角兽”和“隐形冠军”企业,集聚一批具有关键要素配置能力的企业。做强“我嘉金融”平台,提升“上海·嘉定人才港”能级,放大长三角科交会溢出效应,加快新能源汽车和智能网联汽车公共数据“双中心”建设,不断增强对关键资源要素的吸附能力和整合能力。
二是聚焦服务科技创新策源功能,提升协同创新转化能力。构建“中小科技企业-高新技术企业-科技小巨人企业”梯度培育链,力争到2025年高新技术企业总数达3000家。围绕汽车芯片、燃料电池等细分领域,打造协同创新联盟,攻克一批“卡脖子”技术。依托院士专家成果转化中心,打造科技创新“三库一平台”,探索拨投结合、“转化+孵化+产业化”等新型创新模式,推动更多科技成果就地转化应用。
三是聚焦服务高端产业引领功能,提升现代产业核心能力。加快建设世界智能网联汽车创新高地,全力支持上汽转型发展,高水平打造“三港两园”,深化“双智”试点建设,更好彰显汽车嘉定的领跑领先地位。加大智改数转力度,力争到2025年重点领域规上企业“智改数转”比例超90%。加快上海智能传感器产业园、联影小镇等载体建设,推动产业能级跃升。
四是聚焦服务开放枢纽门户功能,提升节点城市辐射能力。依托进博会等重大平台,提升综保区能级,加大海外招商力度,支持鼓励优势行业、优质企业拓展海外市场。抓牢新城发力和虹桥国际开放枢纽建设两大战略机遇,做强产业、科创、服务、交通等节点功能,深化嘉昆太协同创新核心圈建设,进一步提升辐射带动和要素集聚能力。
【4 年来首次下降,报告称全球前十芯片公司今年投资下降 16%】
根据 Omdia 发布的最新报告,全球前十家顶级芯片厂商由于供应过剩的担忧,以及未来预期的诸多不确定因素,预估 2023 年内总投资为 1220 亿美元(IT之家备注:当前约 8893.8 亿元人民币),同比下降 16%,是过去 4 年来首次下降。
全球前十家顶级芯片厂商去年纷纷选择扩大现有业务,总投资 1461 亿美元,刷新了历史记录。而最新报告称今年在前十公司中,有 6 家计划降低投资资金,预估今年为 1220 亿美元,是自 2019 年以来首次出现下滑。
报道称处理器制造商今年的投资支出减少 14%;而存储制造商今年的投资支出减少 44%。
报告称包括英特尔、Global Foundries、美光科技、台积电、SK 海力士、西部数据和铠侠控股的合资企业均表示减少资本支出。
根据 Omdia 的数据,截至 6 月底,榜单上的 9 家公司的库存价值同比增长 10%,达到 889 亿美元,与 2020 年上半年相比整体增长了 70%。
除了人工智能系统,半导体元件市场的增长也将长期受到电动汽车芯片和车载主动驾驶辅助系统需求的支持。目前,汽车零部件仅占全球芯片市场需求的 10%。
审核编辑 黄宇
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