克拉斯•泰布蘭德(Klas Tybrandt)是瑞典林雪平大學(Linkoping University)有機電子博士生，他已開發(fā)出一種集成化學芯片。這項成果剛剛發(fā)表在5月29日的《自然•通訊》上。

　　林雪平大學有機電子研究小組先前曾開發(fā)出離子晶體管，用于傳遞正離子和負離子，以及生物分子。泰布蘭德目前已成功合并兩種類型的晶體管，制成互補電路，在方式上類似傳統(tǒng)的硅基電子產(chǎn)品。

　　化學電路的優(yōu)點是電荷載體由化學物質(zhì)組成，具有各種功能。這意味著，我們現(xiàn)在有了新的機遇，可以控制和調(diào)節(jié)人體內(nèi)的細胞信號通路。

　　“例如，我們可以發(fā)送信號給肌肉突觸，那里的信號系統(tǒng)由于某種原因，可能無法正常工作。我們知道，我們的芯片適合使用常見的信號物質(zhì)，例如乙酰膽堿，”馬格努斯•貝格倫(Magnus Berggre)說，他是有機電子教授，也是研究小組的領(lǐng)導。

　　開發(fā)的離子晶體管可以控制和傳遞離子和帶電生物分子，這是三年前開始的，開發(fā)者泰布蘭德和貝格倫分別是林雪平大學科技系有機電子博士生和教授。這款晶體管后來派上用場，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院(Karolinska Institutet)的研究人員用來控制傳遞信號物質(zhì)乙酰膽堿，傳遞給單個細胞。這項研究結(jié)果發(fā)表在著名的跨學科期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS：Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

　　離子雙極型晶體管攜手林雪平大學信息編碼教授羅伯特•弗奇黑莫(Robert Forchheimer)，泰布蘭德現(xiàn)在邁出了新的一步，開發(fā)出化學芯片，這種芯片包含邏輯門，如與非門(NAND gates)，可以實現(xiàn)所有邏輯功能。

　　他的突破奠定了基礎(chǔ)，可以帶來全新的電路技術(shù)，采用的是離子和分子，而不是電子和空穴。

　　化學芯片的電極配置精確控制加工、運輸和傳遞離子和分子信號具有重要意義，可用于生命科學的許多領(lǐng)域。這些集成電路是基于離子晶體管，可提供一種方法，用以路由和分配復雜的化學信號模式，從而實現(xiàn)這種控制。迄今，幾種類型的離子晶體管已有報道，但是，到目前為止，只有單個設(shè)備報道過，其中大多數(shù)都不能適應生理鹽濃度。在這里，他們報告的是一種集成化學邏輯門，采用的是離子雙極晶體管(ion bipolar junction transistors)。逆變器和與非門在NPN型和互補型中都有過演示。他們發(fā)現(xiàn)，互補離子門有較高的信號放大率和較低的功耗，這是對比單晶體管型邏輯門而言，可模仿優(yōu)勢互補邏輯，這種邏輯見于傳統(tǒng)電子產(chǎn)品。離子逆變器和與非門奠定了基礎(chǔ)，可以進一步開發(fā)固態(tài)化學傳遞電路。

　　圖1：離子雙極型晶體管

　　圖2：電極配置。