西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学生物医学应用合成生物学研究小组设计了一种通过在纸上打印细胞来实现计算的细胞装置。他们首次开发出了一种无需专家就能在实验室外使用的活体装置，而且它可以以低成本进行工业规模生产。这项研究发表在《自然通讯》上，由Sira Mogas-Díez、Eva Gonzalez-Flo和Javier Macía进行。

　　

　　目前，我们有很多电子设备可以使用，比如电脑和平板电脑，它们的计算能力是非常高效的。但是，尽管它们功能强大，但对于检测生物标志物的设备却非常有限，比如那些表明疾病存在的生物标志物。为此，几年前，"生物计算机 "开始被开发出来。换句话说，就是能够检测多种标志物并产生复杂反应的活细胞设备。在这些设备中，研究人员利用生物受体来检测外源信号，并通过合成生物学的手段，对其进行修改，使其根据检测到的信息发出反应。
 

　　到目前为止，所开发的细胞装置必须在实验室中，在有限的时间内，在特定的条件下运行，并且必须由分子生物学专家处理。现在，庞培法布拉大学的一个研究团队开发出了新技术，将细胞装置 "打印 "在纸上，可以在实验室外使用。

　　

　　有趣的是，他们使用不同类型细胞的 "墨水 "与营养物质来 "绘制 "电路。细胞仍然被困在纸上，有生命力和功能，在那里，它们继续生长，并能够释放信号，穿过纸，到达其他细胞。在纸（或其他表面如织物）上做这件事的原因主要是实用的，它很便宜，容易适应工业用途，而且可以用很低的成本大量生产。"我们想设计一个可扩展的模型，我们想到了使用类似印刷T恤的印刷系统。"该研究的第一作者Sira Mogas-Díez详细介绍。我们用我们的图纸制作模具，我们用不同的细胞墨水像缓冲器一样浸泡它，把它放在纸上，然后细胞被沉积，这些纸上的设备可以保存在冰箱里，甚至可以冷冻，因为细胞墨水包含了冷冻保护剂，所以允许。因此，与以前的设备不同，它们可以在使用前长期保存。

　　

　　在这种新方法中，设备的每个元素都是一组细胞，在这种情况下是细菌，经过最小的遗传修饰，可以检测不同的信号。这些细胞生活在纸条中，并相互沟通，整合信号，并根据检测到的不同信号组合产生一种或另一种反应。元素并不变化，但通过它们在纸上的画图改变它们在空间的排列，就可以制造出具有不同功能的设备。因此，细胞的摆放顺序是软件，细胞是硬件，而纸张是承载这些细胞的物理基板。
 

 

　　研究团队设计了各种生物传感器，其中一个具体应用于检测汞。与其他现有的系统相比，该系统的贡献在于，它可以直观地估计汞的浓度，而不需要在实验室里安装测量汞的设备。根据汞的含量，反应条上会出现或多或少的小点，可以用肉眼来计算。

　　

　　另一项正在开发的应用是基于检测污染水中的霍乱。"有霍乱风险的居民区往往没有实验室或专家。因此，我们的想法是开发一种新的方法，让我们能够在实验室之外获得活的技术，并在现场使用。我们的方法对解决这类问题很有意义，因为它成本低廉，而且能够实现工业化生产的蜂窝设备。"Sira解释说。

　　

　　另一个潜在的用途是识别，例如，子痫前期的风险。它的检测不仅取决于单一的标记物，而且取决于标记物的复杂组合。带有细胞装置的带子，经过适当的配置，可以检测生物标志物组合，分析它们，并确定孕妇患这种疾病的风险。

　　

　　"当然，还有很多工作要做，但这些初步结果表明，所开发的方法可能是促进创建基于活体设备的商业产品的手段。"Javier Macía总结道。