活體細(xì)胞不停地進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)，就必須不斷地與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，而細(xì)胞膜上的離子通道就是這種物質(zhì)交換的重要途徑。德國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種生物芯片，可以精確測(cè)定細(xì)胞膜上的單個(gè)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(lái)自慕尼黑大學(xué)納米科學(xué)研究中心的尼爾斯·費(fèi)爾蒂希與同事首先將倉(cāng)鼠細(xì)胞放置在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，然后用滴管從中吸取上千個(gè)細(xì)胞將其轉(zhuǎn)放到一個(gè)尺寸為5×5毫米的玻璃板上，對(duì)這種生物芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(gè)微孔能夠使放置在其上的細(xì)胞物質(zhì)通過(guò)。由于細(xì)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(cè)量單個(gè)離子通道的活性。

　　人們已經(jīng)知道，大多數(shù)對(duì)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(lèi)等，它們需要進(jìn)入細(xì)胞，而生命活動(dòng)中產(chǎn)生的水溶性廢物也要離開(kāi)細(xì)胞，它們出入的通道就是細(xì)胞膜上的離子通道。

　　離子通道由細(xì)胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)構(gòu)成，它們聚集起來(lái)并鑲嵌在細(xì)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(jìn)出細(xì)胞的通道。離子通道的活性，就是細(xì)胞通過(guò)離子通道的開(kāi)放和關(guān)閉調(diào)節(jié)相應(yīng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞速度的能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞各種功能具有重要意義。兩名德國(guó)科學(xué)家埃爾溫·內(nèi)爾和貝爾特·扎克曼即因發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)離子通 道并開(kāi)創(chuàng)膜片鉗技術(shù)而獲得1991年諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。

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