目前，西班牙龐培·法布拉大學的一支研究小組設計了「生物計算機」，能夠在紙片上打印細胞。這項最新研究報告發表在近期出版的《自然通訊雜誌》上。更重要的是，這種「活電腦」在實驗室之外操作十分簡單，它擁有廣泛的潛在應用前景，例如：以非常低的成本檢測身體汞指數或者婦產子癇前期診斷。
（圖自：UPF / Nature Communications）
計算機並不是新鮮事物，人們生活中普及使用着平板電腦、筆記本電腦、智能手機，然而，盡管計算機系統在人們日常生活中已普及，但它們作為生物標記處理以及識別某些疾病的用途卻非常有限。
為了填補這一空白，研究人員開始涉足「生物計算機」，與主板和記憶體不同的是，生物計算機是用活細胞製造的，生物計算機不使用電力，而是使用來自蛋白質或者DNA等分子的化學輸入來處理數據，雖然要讓生物計算機達到智能手機的便捷高效性，仍有很長的路需要探索前行，但研究人員能夠製造出此類設備是非常令人震驚的。
令人感到驚奇的是，一旦第一個細胞被編程，培育數十億個相同的細胞就很容易，成本也很低，實際上該生物計算機可能比標準電子設備更加精準可靠，想想我們的身體是如何倖存的，即使每天有數百萬細胞被替換，但試着在電腦上切斷一根數據線，會變成什麼樣？它將是一台「死去」的電腦。
然而，之前的生物計算機過於復雜，很難脫離實驗室環境進行操作，僅能在嚴格的條件下工作。目前，龐培·法布拉大學一支研究團隊發現一種將活細胞「打印」在紙上的方法，實際上創造了一種可以在任何環境都使用的生物計算機，令人難以置信的是，這些保存在紙上的細胞仍然活得很好，能夠繼續正常的新陳代謝，釋放生物信號，傳遞到鄰近的細胞。
該生物計算機之所以選擇紙張的解釋是：紙張便宜，易於大規模使用，復製成本低。研究報告第一作者西拉·莫加斯·迪茲說：「我們想設計一個可擴展生物計算機模型，其原理基於類似打印T恤衫的打印系統，我們用圖紙製作模具，使用不同細胞墨水浸泡，就像緩沖器一樣，細胞打印在紙張上，它們就逐漸沉澱下來。」
該生物計算機的工作原理很簡單：使用幾種元素，每種元素都由一組細胞構成，通常在這種情況下，採用的是細菌細胞，細菌能探測到不同信號。通過改變元素序列，細菌細胞被打印在紙張上，從而可能改變生物計算機的整體功能，因此細胞序列是軟件，細胞自身是硬件，而紙張則是承載這些細胞的物理基質。
由於研究人員希望生物計算機能夠投入實際應用，該研究團隊已設計出能夠測量各種不同參數的生物傳感器，例如：依據重金屬濃度來顯示點數量多少的汞測試方法。
第二個應用是婦產子癇前期診斷檢查，這實際是一個復雜的診斷過程，因為它不依賴於一個生物標記，而是多個生物標記的組合。雖然當前仍有很多工作要做，但開發生物計算機來分析這些不同生物標記，並確定孕婦患有該疾病的風險並非不合理。
研究人員仍有很多工作要做，但這些初步結果表明，該方法可能有助於研製基於活細胞設備的新一代生活產品。
來源：cnBeta
