生物納米電子平台

技術機制

生物信號傳導通路

生物系統的複雜的傳達方式是這項技術的原理。它們通過大量的膜受體、通道和“泵”來控制信號的轉導。

生物細胞信號傳導通路中膜受體包括

1．環狀受體(離子通道型受體) 多為神經遞質受體,受體分子構成離子通道。受體與信號分子結合後變構，導致通道開放或關閉。引起迅速短暫的效應。

2．蛇型受體 7個跨膜α-螺旋受體，有100多種，都是單條多肽鏈糖蛋白，如G蛋白偶聯型受體。

3．單跨膜α-螺旋受體包括酪氨酸蛋白激酶型受體和非酪氨酸蛋白激酶型受體（1）酪氨酸蛋白激酶型受體這類受體包括生長因子受體、胰島素受體等。與相應配體結合後，受體二聚化或多聚化，表現酪氨酸蛋白激酶活性，催化受體自身和底物Tyr磷酸化，有催化型受體之稱。（2）非酪氨酸蛋白激酶型受體，如生長激素受體、干擾素受體等，。當受體與配體結合後，可偶聯並激活下游不同的非受體型TPK，傳遞調節信號。

胞內受體位於胞液或胞核，結合信號分子後，受體表現為反式作用因子，可結合DNA順式作用元件，活化基因轉錄及表達。包括類固醇激素受體、甲狀腺激素受體等。胞內受體都是單鏈蛋白，有4個結構區：①高度可變區②DNA結合區③激素結合區④絞鏈區。信號傳導中受體與配體作用的特點是：①高度親和力，②高度特異性，③可飽和性，這些技術理論都給了生物納米電子平台的實現提供了理論基礎。

中間圓形的為矽納米線，上面覆蓋的是脂質雙層薄膜，薄膜內零星分布著孔隙通道

脂質薄膜

研製過程中使用的脂質薄膜在生物細胞中十分普遍。這些薄膜構成了穩定、可自我修復、對於離子和小分子來說幾乎不可逾越的障礙。脂質薄膜中還能夠容納無限的蛋白質機械，其可在細胞內執行臨界識別，信號傳輸、轉導等功能。

連續的脂質雙層薄膜覆蓋了納米線的外層，將薄膜融入矽納米線電晶體中，在納米線表面和溶液間形成了屏障。這種屏障結構能使薄膜上的細孔成為離子到達納米線的唯一途徑。這也是其藉助納米線設備監視特定的傳輸，對膜蛋白進行控制的關鍵所在。通過改變納米線設備的觸發電壓，實現膜細孔開合的電子控制。