細胞膜有許多通道，用于在細胞與其環(huán)境之間傳輸各種物質，包括離子。離子傳輸決定離子交換率(或跨膜傳輸系數(shù))，進而控制生物功能，如神經(jīng)興奮、心跳、肌肉收縮和激素分泌。它也可以是各向異性的，其中離子的不均勻分布導致不同方向上的不同離子交換率。這種效應在異質組織中非常明顯。因此，可以通過測量相關的各向異性跨膜轉運來檢測組織的邊界和重疊。
熒光成像和膜片鉗方法通常用于此目的。雖然它們確實測量了各向異性傳輸，但這些方法也會破壞細胞膜結構。因此，需要一種非侵入式檢測技術。電阻抗譜 (EIS) 等技術只能測量各向同性傳輸。電阻抗斷層掃描 (EIT) 是 EIS 的增強版本，已與離子傳輸模型結合應用以計算跨膜傳輸系數(shù)。但僅適用于均勻的離子分布。
最近，由千葉大學高級學術研究所助理教授 Daisuke Kawashima 領導的一組研究人員通過修改 EIT 技術和改進離子傳輸模型來測量各向異性跨膜傳輸。他們的工作發(fā)表于 2022 年 12 月 22 日的《測量科學與技術》雜志第 34 卷第 3 期。它是由兩位千葉大學教授——工學研究科多相流與可視化實驗室的武井政博共同撰寫的和科學研究生院生物結構化學實驗室的 Takeshi Murata。
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