活體細胞不停地進行新陳代謝活動，就必須不斷地與周圍環(huán)境進行物質(zhì)交換，而細胞膜上的離子通道就是這種物質(zhì)交換的重要途徑。德國科學(xué)家發(fā)明了一種生物芯片，可以精確測定細胞膜上的單個離子通道的活性，這在方興未艾的蛋白質(zhì)組學(xué)研究中有望獲得廣泛應(yīng)用。

　　來自慕尼黑大學(xué)納米科學(xué)研究中心的尼爾斯·費爾蒂希與同事首先將倉鼠細胞放置在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，然后用滴管從中吸取上千個細胞將其轉(zhuǎn)放到一個尺寸為5×5毫米的玻璃板上，對這種生物芯片進行實驗。實驗中所用的玻璃板上鉆有許多微孔，但經(jīng)特定方法處理后只有其中的某個微孔能夠使放置在其上的細胞物質(zhì)通過。由于細胞都具有特殊基因型 的大電導(dǎo)型鉀離子(BK)通道，借助于它們產(chǎn)生的微弱離子流，科學(xué)家們就可以由放置在玻璃芯片上下兩端的電極，在微微安培(十億分之一安培)的范圍內(nèi)測量單個離子通道的活性。

　　人們已經(jīng)知道，大多數(shù)對生命具有重要意義的物質(zhì)都是水溶性的，如各種離子、糖類等，它們需要進入細胞，而生命活動中產(chǎn)生的水溶性廢物也要離開細胞，它們出入的通道就是細胞膜上的離子通道。

　　離子通道由細胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)構(gòu)成，它們聚集起來并鑲嵌在細胞膜上，中間形成水分子占據(jù)的孔隙，這些孔隙就是水溶性物質(zhì)快速進出細胞的通道。離子通道的活性，就是細胞通過離子通道的開放和關(guān)閉調(diào)節(jié)相應(yīng)物質(zhì)進出細胞速度的能力，對實現(xiàn)細胞各種功能具有重要意義。兩名德國科學(xué)家埃爾溫·內(nèi)爾和貝爾特·扎克曼即因發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)離子通 道并開創(chuàng)膜片鉗技術(shù)而獲得1991年諾貝爾生理學(xué)獎。

　　費爾蒂希認為，這一成果有效地將納米技術(shù)與細胞生物學(xué)結(jié)合起來，在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中將有廣闊的應(yīng)用前景。/**/