Courtesy of InterestingEngineering

Material Kuantum Atom-tipis Melacak Aktivitas Listrik Sel Hidup dengan Cahaya

04 Mar 2025, 20.32 WIB

65 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Material kuantum setebal satu atom dapat merevolusi cara kita melacak aktivitas listrik sel hidup.
Teknik baru ini memungkinkan deteksi aktivitas listrik tanpa menggunakan elektroda atau pewarna, mengurangi interferensi.
Penelitian ini membuka peluang baru untuk memahami dan mengobati gangguan neurologis dan jantung.

Para insinyur dari Universitas California San Diego telah menemukan cara baru untuk memantau aktivitas listrik sel hidup menggunakan bahan semikonduktor yang sangat tipis, hanya setebal satu atom. Metode ini menggunakan cahaya untuk mendeteksi perubahan listrik di sel, seperti sel otot jantung dan neuron, tanpa perlu menggunakan elektroda atau pewarna yang dapat mengganggu. Dengan memanfaatkan sifat kuantum dari bahan ini, mereka dapat melacak sinyal listrik dengan kecepatan dan resolusi yang sangat tinggi.

Penelitian ini berfokus pada molibdenum sulfida monolayer, yang memiliki kekosongan sulfur yang membuatnya sangat responsif terhadap medan listrik dari sel hidup. Temuan ini dapat membantu dalam memahami gangguan jaringan di area besar jaringan yang dapat berdenyut, serta memberikan wawasan baru tentang masalah yang terkait dengan gangguan neurologis dan jantung. Metode ini juga berpotensi meningkatkan terapi yang bergantung pada neuromodulasi listrik, seperti pengobatan penyakit Parkinson.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/health/atom-thick-semiconductors-electric-signal-cells

Analisis Ahli

Ertugrul Cubukcu

"Metode sensitivitas tegangan menggunakan exciton di semikonduktor monolayer dapat membuka jalan untuk investigasi sirkuit otak dengan resolusi tinggi."

Aiiso Yufeng Li

"Konversi exciton ke trion yang terjadi secara alami di material ini memungkinkan operasi tanpa perlu sumber bias eksternal, sangat cocok untuk aplikasi biologis."

Analisis Kami

"Penemuan ini merupakan lompatan besar dalam teknologi biosensor, menggabungkan sifat optik material kuantum dengan biologi seluler. Jika dikembangkan lebih jauh, ini bisa menjadi alat standar dalam pelayanan medis dan riset otak karena kecepatan, sensitivitas, dan tidak invasifnya metode ini."

Prediksi Kami

Penggunaan material kuantum ultra-tipis akan merevolusi cara penelitian dan diagnosis kondisi neurologis dan kardiovaskular dengan memungkinkan pemantauan aktivitas listrik seluler yang akurat dan tidak invasif secara luas.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh para insinyur dari Amerika Serikat?

Para insinyur menemukan bahwa material kuantum setebal satu atom dapat melacak aktivitas listrik sel hidup menggunakan cahaya.

Bagaimana material semikonduktor ultra-tipis dapat digunakan dalam penelitian biologi?

Material semikonduktor ultra-tipis dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan tegangan tanpa menggunakan elektroda atau pewarna sensitif tegangan.

Apa keuntungan dari menggunakan material kuantum dalam mendeteksi aktivitas listrik sel?

Keuntungan menggunakan material kuantum termasuk sensitivitas tinggi terhadap perubahan medan listrik dan kemampuan untuk melakukan deteksi tanpa label.

Siapa penulis senior dari penelitian ini?

Penulis senior dari penelitian ini adalah Ertugrul Cubukcu, seorang profesor di University of California San Diego.

Apa aplikasi potensial dari penelitian ini dalam bidang kesehatan?

Penelitian ini dapat membantu menjelaskan masalah yang mendasari gangguan neurologis dan jantung serta meningkatkan metode terapeutik yang bergantung pada neuromodulasi listrik.