無線充電電化學發光水凝膠—遠程激活光敏感蛋白的新光源

相信大傢對手機無線充電不會感到陌生,這種新型充電方式使我們擺脫瞭充電線的束縛,隻需將手機貼附到充電底座上就可以實現對手機的充電,這裡用到的原理就是大傢熟知的電磁感應,它具有穿透深度大的特點。最近,中國科學院化學研究所呂鳳婷等人利用電磁感應現象制備無線充電電化學發光系統成功實現瞭光敏感蛋白的遠程激活,相比於傳統的近紅外光激活方法具有更大的穿透深度,是光遺傳學領域很有潛力的工具。

以聚丙烯酰胺水凝膠作為基底負載經典電化學發光體魯米諾,無線充電後可產生獨特的持久發光,魯米諾的發光光譜為390-540 nm,滿足激發光敏蛋白ChR2的條件。他們成功構建轉染光敏蛋白ChR2的細胞,共聚焦圖像顯示轉染細胞成功表達瞭ChR2-MoRED蛋白,電生理實驗結果證明ChR2保持光敏感的性質。ChR2通道被魯米諾發光激活後,胞外的鈣離子內流,可被胞內的鈣離子指示劑Fluo-8檢出。經過篩選設定無線充電發射裝置由6V直流電壓供電,接收裝置可以在達1.6 cm的情況下穩定輸出5 V電壓的條件下,實現瞭光敏蛋白的遠程調控

無線充電電化學發光水凝膠---遠程激活光敏感蛋白的新光源
圖a 免疫熒光共聚焦圖像;圖b是電生理實驗結果。
無線充電電化學發光水凝膠---遠程激活光敏感蛋白的新光源
無線充電裝置刺激水凝膠ECL發光並激活ChR2光敏感通道

我們相信,這一無線充電遠程激活光敏感蛋白的方法將會給光遺傳學領域帶來新策略,有望克服近紅外光穿透深度不足的局限。同時,無線充電裝置也適用於其他需要內部光源的領域,如在深層組織刺激光敏分子產生活性氧。

原文鏈接:

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.0c07476

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