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  • Une caméra au graphène capture l'activité électrique du cœur battant en temps réel

    Cette séquence d'images, chacun séparé de 5 millisecondes, montre des changements dans la configuration du champ électrique à la surface d'un cœur de poulet embryonnaire au cours d'un seul battement, mesurée par un laser rebondissant sur une feuille de graphène située sous le cœur. Les images font environ 2 millimètres de côté. Crédit :UC Berkeley/Haleh Balch, Alister McGuire et Jason Horng

    Les scientifiques de la Bay Area ont capturé l'activité électrique en temps réel d'un cœur battant, utiliser une feuille de graphène pour enregistrer une image optique - presque comme une caméra vidéo - des faibles champs électriques générés par le tir rythmique des cellules musculaires du cœur.

    La caméra au graphène représente un nouveau type de capteur utile pour étudier les cellules et les tissus qui génèrent des tensions électriques, y compris des groupes de neurones ou de cellules musculaires cardiaques. À ce jour, des électrodes ou des colorants chimiques ont été utilisés pour mesurer l'allumage électrique dans ces cellules. Mais les électrodes et les colorants mesurent la tension en un seul point; une feuille de graphène mesure la tension en continu sur tous les tissus qu'elle touche.

    Le développement, publié en ligne la semaine dernière dans la revue Nano lettres , est issu d'une collaboration entre deux équipes de physiciens quantiques de l'Université de Californie, Berkeley, et physico-chimistes à l'Université de Stanford.

    « Parce que nous imageons toutes les cellules simultanément sur une caméra, nous n'avons pas à scanner, et nous n'avons pas qu'une mesure ponctuelle. Nous pouvons imager l'ensemble du réseau de cellules en même temps, " a déclaré Halleh Balch, l'un des trois premiers auteurs de l'article et un récent doctorat. récipiendaire du département de physique de l'UC Berkeley.

    Alors que le capteur de graphène fonctionne sans avoir à étiqueter les cellules avec des colorants ou des traceurs, il peut facilement être combiné avec la microscopie standard pour imager le tissu nerveux ou musculaire marqué par fluorescence tout en enregistrant simultanément les signaux électriques que les cellules utilisent pour communiquer.

    "La facilité avec laquelle vous pouvez imager une région entière d'un échantillon pourrait être particulièrement utile dans l'étude des réseaux de neurones impliquant toutes sortes de types de cellules, " a déclaré un autre premier auteur de l'étude, Allister McGuire, qui a récemment obtenu un doctorat. de Stanford. "Si vous avez un système cellulaire marqué par fluorescence, vous ne ciblez peut-être qu'un certain type de neurone. Notre système vous permettrait de capter l'activité électrique dans tous les neurones et leurs cellules de soutien avec une très grande intégrité, ce qui pourrait vraiment avoir un impact sur la façon dont les gens font ces études au niveau du réseau."

    Le graphène est une feuille d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un atome disposée en un motif hexagonal bidimensionnel rappelant le nid d'abeilles. La structure 2D a suscité l'intérêt des physiciens depuis plusieurs décennies en raison de ses propriétés électriques et de sa robustesse uniques et de ses propriétés optiques et optoélectroniques intéressantes.

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