植入式神经电极阵列器件与材料的研究进展

都展宏 鲁艺 蔚鹏飞 邓春山 李骁健

引用本文: 都展宏, 鲁艺, 蔚鹏飞, 邓春山, 李骁健. 植入式神经电极阵列器件与材料的研究进展[J]. 物理化学学报, 2020, 36(12): 2007004-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB202007004 shu
Citation:  Du Zhanhong, Lu Yi, Wei Pengfei, Deng Chunshan, Li Xiaojian. Progress in Devices and Materials for Implantable Multielectrode Arrays[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(12): 2007004-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB202007004 shu

植入式神经电极阵列器件与材料的研究进展

    作者简介: 都展宏,生于1988年。本科毕业于中国科学技术大学,现在中国科学院深圳先进技术研究院担任副研究员,主要研究脑机接口界面材料、电化学神经递质释放与检测、神经信号处理及计算建模方法;



    李骁健,生于1978年。本科毕业于西北大学,博士毕业于中国科学院生物物理研究所。现在中国科学院深圳先进技术研究院任正高级工程师。主要研究植入式脑机接口技术,纳米神经调控技术以及神经拟态工程;
    通讯作者: 都展宏, zh.du@siat.ac.cn; 李骁健, xj.li@siat.ac.cn
  • 基金项目:

    广东省重点领域研发计划(2018B030331001, 2018B030338001), 国家重点研发计划(2018YFA0701400, 2017YFC1310503), 国家自然科学基金(31700936), 广东省博士启动项目(2017A030310496)资助

摘要: 人脑与电脑通过连续高通量的信息交互来实现深度融合是神经工程领域的重要发展愿景。脑机融合技术不但可以大幅提升运动残障、精神疾病、感知觉缺失能等多种疾病患者的治疗效果,更可以将电子计算机系统中存储的海量信息以及高速数值计算能力直接传递给人脑,从而赋予个人“超能力”。植入式神经电极阵列是发展宽带脑机融合智能系统所不可或缺的关键界面器件。一方面,植入式电极阵列可以同时保证大范围和高精度地记录神经元动作电位的精确发放时间和波形,为充分抽提神经信息,解读脑神经网络的活动奠定坚实基础。另一方面,借助植入式电极阵列对神经元进行高时空精度地信息写入,不但可以向脑内直接传入新信息,也可能改变神经精神疾病(例如帕金森氏症、癫痫和重度抑郁等)患者的异常神经网络活动,从而缓解症状或治疗疾病。电极阵列的微纳加工工艺、电极的理化特征及其与神经组织的界面效应是目前脑机接口技术前端研究的重要方向,而纳米材料和纳米器件等新技术在神经电子界面优化方面的重要作用也愈发明显。

English

    1. [1]

      Galvani, L. Bon. Sci. Art. Inst. Acad. Comm., Ex Typographia Instituti Scientiarium: Bononiae, 1791; 7, pp. 363-418. doi: 10.1001/jama.1953.02940270095033

    2. [2]

      Yawn, R.; Hunter, J. B.; Sweeney, A. D.; Bennett, M. L. F1000Prime Rep. 2015, 7, 45. doi: 10.12703/P7-45 doi: 10.12703/P7-45

    3. [3]

      McIntyre, C. C.; Chaturvedi, A.; Shamir, R. R.; Lempka, S. F. Brain Stimul. 2015, 8 (1), 21. doi: 10.1016/j.brs.2014.07.039 doi: 10.1016/j.brs.2014.07.039

    4. [4]

      Mills, J. O.; Jalil, A.; Stanga, P. E. Eye (Lond) 2017, 31 (10), 1383. doi: 10.1038/eye.2017.65 doi: 10.1038/eye.2017.65

    5. [5]

      (a) Downey, J. E.; Schwed, N.; Chase, S. M.; Schwartz, A. B.; Collinger, J. L. J. Neural Eng. 2018, 15 (4), 046016. doi: 10.1088/1741-2552/aab7a0
      (b)Collinger,J.L.;Wodlinger,B.;Downey,J.E.;Wang,W.;Tyler-Kabara,E.C.;Weber,D.J.;McMorland,A.J.;Velliste,M.;Boninger,M.L.;Schwartz,A.B.Lancet2013,381(9866),557.doi:10.1016/S0140-6736(12)61816-9

    6. [6]

      Roy, D. S.; Arons, A.; Mitchell, T. I.; Pignatelli, M.; Ryan, T. J.; Tonegawa, S. Nature 2016, 531 (7595), 508. doi: 10.1038/nature17172 doi: 10.1038/nature17172

    7. [7]

      Jorgenson, L. A.; Newsome, W.; Anderson, D. J.; Bargmann, C. I.; Brown, E. N.; Deisseroth, K.; Donoghue, J. P.; Hudson, K. L.; Ling, G. S. F.; et al. Philos. Trans. R. Soc. B-Biol. Sci. 2015, 370 (1668), 20140164. doi: 10.1098/rstb.2014.0164 doi: 10.1098/rstb.2014.0164

    8. [8]

      Reardon, S. Nature 2016, 537 (7622), 597. doi: 10.1038/nature.2016.20658 doi: 10.1038/nature.2016.20658

    9. [9]

      Musk, E. J. Med. Internet. Res. 2019, 21 (10), e16194. doi: 10.2196/16194 doi: 10.2196/16194

    10. [10]

      Buzsáki, G.; Anastassiou, C. A.; Koch, C. Nat. Rev. Neurosci. 2012, 13 (6), 407. doi: 10.1038/nrn3241 doi: 10.1038/nrn3241

    11. [11]

      Buzsáki, G. Neuron 2002, 33 (3), 325. doi: 10.1016/S0896-6273(02)00586-X doi: 10.1016/S0896-6273(02)00586-X

    12. [12]

      (a) Yuste, R. Nat. Rev. Neurosci. 2015, 16 (8), 487. doi: 10.1038/nrn3962
      (b)Harris,K.D.;Quiroga,R.Q.;Freeman,J.;Smith,S.L.Nat.Neurosci.2016,19(9),1165.doi:10.1038/nn.4365

    13. [13]

      (a) Carter, M.; Shieh, J. Guide to Research Techniques in Neuroscience, 2nd ed.; Academic Press, 2015; pp. 39-71. doi: 10.1016/C2009-0-01891-1
      (b)Buzsáki,G.Nat.Neurosci.2004,7(5),446.doi:10.1038/nn1233

    14. [14]

      Rossant, C.; Kadir, S. N.; Goodman, D. F. M.; Schulman, J.; Hunter, M. L. D.; Saleem, A. B.; Grosmark, A.; Belluscio, M.; Denfield, G. H.; Ecker, A. S.; et al. Nat. Neurosci. 2016, 19 (4), 634. doi: 10.1038/nn.4268 doi: 10.1038/nn.4268

    15. [15]

      (a) Logothetis, N. K.; Pauls, J.; Augath, M.; Trinath, T.; Oeltermann, A. Nature 2001, 412 (6843), 150. doi: 10.1038/35084005
      (b) Keller, C. J.; Chen, C.; Lado, F. A.; Khodakhah, K. PLoS ONE 2016, 11 (4), e0153154. doi:10.1371/journal.pone.0153154
      (c) Ponce, C. R.; Lomber, S. G.; Livingstone, M. S. J. Neurosci. 2017, 37 (19), 5019. doi:10.1523/JNEUROSCI.2674-16.2017

    16. [16]

      Harris, K. D.; Henze, D. A.; Csicsvari, J.; Hirase, H.; Buzsáki, G. J. Neurophys. 2000, 84 (1), 401. doi: 10.1152/jn.2000.84.1.401 doi: 10.1152/jn.2000.84.1.401

    17. [17]

      Hodgkin, A. L.; Huxley, A. F. Nature 1939, 144 (3651), 710. doi: 10.1038/144710a0 doi: 10.1038/144710a0

    18. [18]

      Hubel, D. H. Science 1957, 125 (3247), 549. doi: 10.1126/science.125.3247.549 doi: 10.1126/science.125.3247.549

    19. [19]

      Hubel, D. H.; Wiesel, T. N. J. Physiol. (Lond.) 1962, 160 (1), 106. doi: 10.1113/jphysiol.1962.sp006837 doi: 10.1113/jphysiol.1962.sp006837

    20. [20]

      McNaughton, B. L.; O'Keefe, J.; Barnes, C. A. J. Neurosci. Methods 1983, 8 (4), 391. doi: 10.1016/0165-0270(83)90097-3 doi: 10.1016/0165-0270(83)90097-3

    21. [21]

      Wise, K. D.; Angell, J. B.; Starr, A. IEEE Trans Biomed Eng. 1970, BME-17 (3), 238. doi: 10.1109/TBME.1970.4502738 doi: 10.1109/TBME.1970.4502738

    22. [22]

      Campbell, P. K.; Jones, K. E.; Normann, R. A. Biomed. Sci. Instrum. 1990, 26, 161.

    23. [23]

      (a) Liu, J.; Fu, T. M.; Cheng, Z.; Hong, G.; Zhou, T.; Jin, L.; Duvvuri, M.; Jiang, Z.; Kruskal, P.; Xie, C.; et al. Nat. Nanotechnol. 2015, 10 (7), 629. doi: 10.1038/nnano.2015.115
      (b) Hong, G.; Viveros, R. D.; Zwang, T. J.; Yang, X.; Lieber, C. M. Biochemistry 2018, 57 (27), 3995. doi:10.1021/acs.biochem.8b00122

    24. [24]

      (a) Cohen-Karni, T.; Casanova, D.; Cahoon, J. F.; Qing, Q.; Bell, D. C.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2012, 12 (5), 2639. doi: 10.1021/nl3011337
      (b) Scholvin, J.; Kinney, J. P.; Bernstein, J. G.; Moore-Kochlacs, C.; Kopell, N.; Fonstad, C. G.; Boyden, E. S. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2016, 63 (1), 120.doi:10.1109/TBME.2015.2406113
      (c) Qing, Q.; Pal, S. K.; Tian, B.; Duan, X.; Timko, B. P.; Cohen-Karni, T.; Murthy, V. N.; Lieber, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107 (5), 1882. doi:10.1073/pnas.0914737107

    25. [25]

      (a) Hubel, D. H.; Wiesel, T. N. J. Physiol. (Lond.) 1959, 148 (3), 574. doi:10.1113/jphysiol.1959.sp006308
      (b) O'Keefe, J.; Dostrovsky, J. Brain Res. 1971, 34 (1), 171. doi:10.1016/0006-8993(71)90358-1
      (c) Desimone, R.; Albright, T. D.; Gross, C. G.; Bruce, C. J. Neurosci. 1984, 4 (8), 2051. doi:10.1523/JNEUROSCI.04-08-02051.1984
      (d) Schultz, W. J. Neurophysiol. 1986, 56 (5), 1439. doi:10.1152/jn.1986.56.5.1439
      (e) Newsome, W. T.; Britten, K. H.; Movshon, J. A. Nature 1989, 341 (6237), 52. doi:10.1038/341052a0
      (f) Hafting, T.; Fyhn, M.; Molden, S.; Moser, M. B.; Moser, E. I. Nature 2005, 436 (7052), 801. doi:10.1038/nature03721
      (g) Quiroga, R. Q.; Reddy, L.; Kreiman, G.; Koch, C.; Fried, I. Nature 2005, 435 (7045), 1102. doi:10.1038/nature03687
      (h) Hochberg, L. R.; Serruya, M. D.; Friehs, G. M.; Mukand, J. A.; Saleh, M.; Caplan, A. H.; Branner, A.; Chen, D.; Penn, R. D.; Donoghue, J. P. Nature 2006, 442 (7099), 164. doi:10.1038/nature04970

    26. [26]

      (a) Lin, M. Z.; Schnitzer, M. J. Nat. Neurosci. 2016, 19 (9), 1142. doi:10.1038/nn.4359
      (b) Poldrack, R. A.; Farah, M. J. Nature 2015, 526 (7573), 371. doi:10.1038/nature15692

    27. [27]

      Hong, G.; Lieber, C. M. Nat. Rev. Neurosci. 2019, 20 (6), 330. doi: 10.1038/s41583-019-0140-6 doi: 10.1038/s41583-019-0140-6

    28. [28]

      Jun, J. J.; Steinmetz, N. A.; Siegle, J. H.; Denman, D. J.; Bauza, M.; Barbarits, B.; Lee, A. K.; Anastassiou, C. A.; Andrei, A.; Aydin, C.; et al. Nature 2017, 551 (7679), 232. doi: 10.1038/nature24636 doi: 10.1038/nature24636

    29. [29]

      Raducanu, B. C.; Yazicioglu, R. F.; Lopez, C. M.; Ballini, M.; Putzeys, J.; Wang, S.; Andrei, A.; Rochus, V.; Welkenhuysen, M.; van Helleputte, N.; et al. Sensors (Basel) 2017, 17 (10), 2388. doi: 10.3390/s17102388 doi: 10.3390/s17102388

    30. [30]

      Rios, G.; Lubenov, E. V.; Chi, D.; Roukes, M. L.; Siapas, A. G. Nano Lett. 2016, 16 (11), 6857. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b02673 doi: 10.1021/acs.nanolett.6b02673

    31. [31]

      Stringer, C.; Pachitariu, M.; Steinmetz, N.; Reddy, C. B.; Carandini, M.; Harris, K. D. Science 2019, 364 (6437), 255. doi: 10.1126/science.aav7893 doi: 10.1126/science.aav7893

    32. [32]

      (a) Xie, C.; Liu, J.; Fu, T. M.; Dai, X.; Zhou, W.; Lieber, C. M. Nat. Mater. 2015, 14 (12), 1286. doi:10.1038/nmat4427
      (b) Saxena, T.; Bellamkonda, R. V. Nat. Mater. 2015, 14 (12), 1190. doi:10.1038/nmat4454

    33. [33]

      Wei, X.; Luan, L.; Zhao, Z.; Li, X.; Zhu, H.; Potnis, O.; Xie, C. Adv. Sci. 2018, 5 (6), 1700625. doi: 10.1002/advs.201700625 doi: 10.1002/advs.201700625

    34. [34]

      Yang, X.; Zhou, T.; Zwang, T. J.; Hong, G.; Zhao, Y.; Viveros, R. D.; Fu, T. M.; Gao, T.; Lieber, C. M. Nat. Mater. 2019, 18 (5), 510. doi: 10.1038/s41563-019-0292-9 doi: 10.1038/s41563-019-0292-9

    35. [35]

      Schuhmann, T. G.; Yao, J.; Hong, G.; Fu, T. M.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2017, 17 (9), 5836. doi: 10.1021/acs.nanolett.7b03081 doi: 10.1021/acs.nanolett.7b03081

    36. [36]

      Guan, S.; Wang, J.; Gu, X.; Zhao, Y.; Hou, R.; Fan, H.; Zou, L.; Gao, L.; Du, M.; Li, C.; Fang, Y. Sci. Adv. 2019, 5 (3), eaav2842. doi: 10.1126/sciadv.aav2842 doi: 10.1126/sciadv.aav2842

    37. [37]

      Du, Z. J.; Kolarcik, C. L.; Kozai, T. D. Y.; Luebben, S. D.; Sapp, S. A.; Zheng, X. S.; Nabity, J. A.; Cui, X. T. Acta Biomater. 2017, 53, 46. doi: 10.1016/j.actbio.2017.02.010 doi: 10.1016/j.actbio.2017.02.010

    38. [38]

      (a) Fu, T. M.; Hong, G.; Zhou, T.; Schuhmann, T. G.; Viveros, R. D.; Lieber, C. M. Nat. Methods 2016, 13 (10), 875. doi:10.1038/nmeth.3969
      (b) Zhou, T.; Hong, G.; Fu, T. M.; Yang, X.; Schuhmann, T. G.; Viveros, R. D.; Lieber, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114 (23), 5894. doi:10.1073/pnas.1705509114

    39. [39]

      Steinmetz, N. A.; Koch, C.; Harris, K. D.; Carandini, M. Curr. Opin. Neurobiol. 2018, 50, 92. doi: 10.1016/j.conb.2018.01.009 doi: 10.1016/j.conb.2018.01.009

    40. [40]

      (a) Salatino, J. W.; Ludwig, K. A.; Kozai, T. D. Y.; Purcell, E. K. Nat. Biomed. Eng. 2017, 1 (11), 862. doi:10.1038/s41551-017-0154-1
      (b) Feiner, R.; Dvir, T. Nat. Rev. Mater. 2017, 3. doi:10.1038/natrevmats.2017.76
      (c) Ritaccio, A.; Brunner, P.; Cervenka, M. C.; Crone, N.; Guger, C.; Leuthardt, E.; Oostenveld, R.; Stacey, W.; Schalk, G. Epilepsy Behav. 2010, 19 (3), 204. doi:10.1016/j.yebeh.2010.08.028

    41. [41]

      Viventi, J.; Kim, D. H.; Vigeland, L.; Frechette, E. S.; Blanco, J. A.; Kim, Y. S.; Avrin, A. E.; Tiruvadi, V. R.; Hwang, S. W.; Vanleer, A. C.; et al. Nat. Neurosci. 2011, 14 (12), 1599. doi: 10.1038/nn.2973 doi: 10.1038/nn.2973

    42. [42]

      Khodagholy, D.; Gelinas, J. N.; Thesen, T.; Doyle, W.; Devinsky, O.; Malliaras, G. G.; Buzsáki, G. Nat. Neurosci. 2015, 18 (2), 310. doi: 10.1038/nn.3905 doi: 10.1038/nn.3905

    43. [43]

      Zhang, J.; Liu, X.; Xu, W.; Luo, W.; Li, M.; Chu, F.; Xu, L.; Cao, A.; Guan, J.; Tang, S.; Duan, X. Nano Lett. 2018, 18 (5), 2903. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00087 doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00087

    44. [44]

      Hong, G.; Fu, T. M.; Qiao, M.; Viveros, R. D.; Yang, X.; Zhou, T.; Lee, J. M.; Park, H. G.; Sanes, J. R.; Lieber, C. M. Science 2018, 360 (6396), 1447. doi: 10.1126/science.aas9160 doi: 10.1126/science.aas9160

    45. [45]

      Khodagholy, D.; Gelinas, J. N.; Buzsáki, G. Science 2017, 358 (6361), 369. doi: 10.1126/science.aan6203 doi: 10.1126/science.aan6203

    46. [46]

      Avena-Koenigsberger, A.; Misic, B.; Sporns, O. Nat. Rev. Neurosci. 2018, 19 (1), 17. doi: 10.1038/nrn.2017.149 doi: 10.1038/nrn.2017.149

    47. [47]

      Frankland, P. W.; Bontempi, B. Nat. Rev. Neurosci. 2005, 6 (2), 119. doi: 10.1038/nrn1607 doi: 10.1038/nrn1607

    48. [48]

      Chung, J. E.; Joo, H. R.; Fan, J. L.; Liu, D. F.; Barnett, A. H.; Chen, S.; Geaghan-Breiner, C.; Karlsson, M. P.; Karlsson, M.; Lee, K. Y.; et al. Neuron 2019, 101 (1), 21. doi: 10.1016/j.neuron.2018.11.002 doi: 10.1016/j.neuron.2018.11.002

    49. [49]

      (a) Lee, S.; Sasaki, D.; Kim, D.; Mori, M.; Yokota, T.; Lee, H.; Park, S.; Fukuda, K.; Sekino, M.; Matsuura, K.; et al. Nat. Nanotechnol. 2019, 14 (2), 156. doi:10.1038/s41565-018-0331-8
      (b) Miyamoto, A.; Lee, S.; Cooray, N. F.; Lee, S.; Mori, M.; Matsuhisa, N.; Jin, H.; Yoda, L.; Yokota, T.; Itoh, A.; et al. Nat. Nanotechnol. 2017, 12 (9), 907. doi:10.1038/nnano.2017.125

    50. [50]

      Kozai, T. D. Y.; Catt, K.; Du, Z.; Na, K.; Srivannavit, O.; Haque, R. U. M.; Seymour, J.; Wise, K. D.; Yoon, E.; Cui, X. T. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2016, 63 (1), 111. doi: 10.1109/TBME.2015.2445713 doi: 10.1109/TBME.2015.2445713

    51. [51]

      Du, Z. J.; Luo, X.; Weaver, C. L.; Cui, X. T. J. Mater. Chem.C 2015, 3 (25), 6515. doi: 10.1039/C5TC00145E doi: 10.1039/C5TC00145E

    52. [52]

      Du, Z. J.; Bi, G. Q.; Cui, X. T. Adv. Funct. Mater. 2017, 28 (12), 1703988. doi: 10.1002/adfm.201703988 doi: 10.1002/adfm.201703988

    53. [53]

      Taylor, I.; Du, Z. J.; Bigelow, E.; Eles, J.; Horner, A. R.; Catt, K. A.; Weber, S.; Jamieson, B.; Cui, X. T. J. Mater. Chem. B 2017, 5 (13), 2445. doi: 10.1039/C7TB00095B doi: 10.1039/C7TB00095B

    54. [54]

      Park, S.; Guo, Y.; Jia, X.; Choe, H. K.; Grena, B.; Kang, J.; Park, J.; Lu, C.; Canales, A.; Chen, R.; et al. Nat. Neurosci. 2017, 20 (4), 612. doi: 10.1038/nn.4510 doi: 10.1038/nn.4510

    55. [55]

      Lee, H. J.; Son, Y.; Kim, J.; Lee, C. J.; Yoon, E. S.; Cho, I. J. Lab Chip 2015, 15 (6), 1590. doi: 10.1039/c4lc01321b doi: 10.1039/c4lc01321b

    56. [56]

      Jiang, Y.; Tian, B. Nat. Rev. Mater. 2018, 3 (12), 473. doi: 10.1038/s41578-018-0062-3 doi: 10.1038/s41578-018-0062-3

    57. [57]

      Fu, T. M.; Duan, X.; Jiang, Z.; Dai, X.; Xie, P.; Cheng, Z.; Lieber, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.2014, 111 (4), 1259. doi: 10.1073/pnas.1323389111 doi: 10.1073/pnas.1323389111

    58. [58]

      Mirza, M. M.; Schupp, F. J.; Mol, J. A.; MacLaren, D. A.; Briggs, G. A. D.; Paul, D. J. Sci. Rep. 2017, 7. doi: 10.1038/s41598-017-03138-5 doi: 10.1038/s41598-017-03138-5

    59. [59]

      Tian, B.; Cohen-Karni, T.; Qing, Q.; Duan, X.; Xie, P.; Lieber, C. M. Science 2010, 329 (5993), 830. doi: 10.1126/science.1192033 doi: 10.1126/science.1192033

    60. [60]

      Zhao, Y.; Yao, J.; Xu, L.; Mankin, M. N.; Zhu, Y.; Wu, H.; Mai, L.; Zhang, Q.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2016, 16 (4), 2644. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b00292 doi: 10.1021/acs.nanolett.6b00292

    61. [61]

      Duan, X.; Gao, R.; Xie, P.; Cohen-Karni, T.; Qing, Q.; Choe, H. S.; Tian, B.; Jiang, X.; Lieber, C. M. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (3), 174. doi: 10.1038/nnano.2011.223 doi: 10.1038/nnano.2011.223

    62. [62]

      Gao, R.; Strehle, S.; Tian, B.; Cohen-Karni, T.; Xie, P.; Duan, X.; Qing, Q.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2012, 12 (6), 3329. doi: 10.1021/nl301623p doi: 10.1021/nl301623p

    63. [63]

      Kang, S. K.; Murphy, R. K. J.; Hwang, S. W.; Lee, S. M.; Harburg, D. V.; Krueger, N. A.; Shin, J.; Gamble, P.; Cheng, H.; Yu, S.; et al. Nature 2016, 530 (7588), 71. doi: 10.1038/nature16492 doi: 10.1038/nature16492

    64. [64]

      Jiang, Y.; Carvalho-de-Souza, J. L.; Wong, R. C. S.; Luo, Z.; Isheim, D.; Zuo, X.; Nicholls, A. W.; Jung, I. W.; Yue, J.; Liu, D. J.; et al. Nat. Mater. 2016, 15 (9), 1023. doi: 10.1038/nmat4673 doi: 10.1038/nmat4673

    65. [65]

      (a) Park, D. W.; Schendel, A. A.; Mikael, S.; Brodnick, S. K.; Richner, T. J.; Ness, J. P.; Hayat, M. R.; Atry, F.; Frye, S. T.; Pashaie, R.; et al. Nat. Commun. 2014, 5. doi:10.1038/ncomms6258
      (b) Kuzum, D.; Takano, H.; Shim, E.; Reed, J. C.; Juul, H.; Richardson, A. G.; de Vries, J.; Bink, H.; Dichter, M. A.; Lucas, T. H.; et al. Nat. Commun. 2014, 5. doi:10.1038/ncomms6259

    66. [66]

      Tian, B.; Liu, J.; Dvir, T.; Jin, L.; Tsui, J. H.; Qing, Q.; Suo, Z.; Langer, R.; Kohane, D. S.; Lieber, C. M. Nat. Mater. 2012, 11 (11), 986. doi: 10.1038/nmat3404 doi: 10.1038/nmat3404

    67. [67]

      Xu, J.; Wang, S.; Wang, G. J. N.; Zhu, C.; Luo, S.; Jin, L.; Gu, X.; Chen, S.; Feig, V. R.; To, J. W. F.; et al. Science 2017, 355 (6320), 59. doi: 10.1126/science.aah4496 doi: 10.1126/science.aah4496

    68. [68]

      Fu, T. M.; Hong, G.; Viveros, R. D.; Zhou, T.; Lieber, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114 (47), E10046. doi: 10.1073/pnas.1717695114 doi: 10.1073/pnas.1717695114

    69. [69]

      Koo, J.; MacEwan, M. R.; Kang, S. K.; Won, S. M.; Stephen, M.; Gamble, P.; Xie, Z.; Yan, Y.; Chen, Y. Y.; Shin, J.; et al. Nat. Med. 2018, 24 (12), 1830. doi: 10.1038/s41591-018-0196-2 doi: 10.1038/s41591-018-0196-2

    70. [70]

      Garcia-Lopez, V.; Chen, F.; Nilewski, L. G.; Duret, G.; Aliyan, A.; Kolomeisky, A. B.; Robinson, J. T.; Wang, G.; Pal, R.; Tour, J. M. Nature 2017, 548 (7669), 567. doi: 10.1038/nature23657 doi: 10.1038/nature23657

    71. [71]

      Xu, T.; Gao, W.; Xu, L. P.; Zhang, X.; Wang, S. Adv. Mater. 2017, 29 (9), 1603250. doi: 10.1002/adma.201603250 doi: 10.1002/adma.201603250

    72. [72]

      Dipalo, M.; Amin, H.; Lovato, L.; Moia, F.; Caprettini, V.; Messina, G. C.; Tantussi, F.; Berdondini, L.; De Angelis, F. Nano Lett.2017, 17 (6), 3932. doi: 10.1021/acs.nanolett.7b01523 doi: 10.1021/acs.nanolett.7b01523

    73. [73]

      Dipalo, M.; Melle, G.; Lovato, L.; Jacassi, A.; Santoro, F.; Caprettini, V.; Schirato, A.; Alabastri, A.; Garoli, D.; Bruno, G.; et al. Nat. Nanotechnol.2018, 13 (10), 965. doi: 10.1038/s41565-018-0222-z doi: 10.1038/s41565-018-0222-z

    74. [74]

      Parameswaran, R.; Koehler, K.; Rotenberg, M. Y.; Burke, M. J.; Kim, J.; Jeong, K. Y.; Hissa, B.; Paul, M. D.; Moreno, K.; Sarma, N.; et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019, 116 (2), 413. doi: 10.1073/pnas.1816428115 doi: 10.1073/pnas.1816428115

    75. [75]

      Fang, Y.; Jiang, Y.; Ledesrna, H. A.; Yi, J.; Gao, X.; Weiss, D. E.; Shi, F.; Tian, B. Nano Lett. 2018, 18 (7), 4487. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b01626 doi: 10.1021/acs.nanolett.8b01626

    76. [76]

      (a) Hai, A.; Shappir, J.; Spira, M. E. Nat. Methods 2010, 7 (3), 200. doi:10.1038/nmeth.1420
      (b) Hai, A.; Spira, M. E. Lab Chip 2012, 12 (16), 2865. doi:10.1039/c2lc40091j

    77. [77]

      Xie, C.; Lin, Z.; Hanson, L.; Cui, Y.; Cui, B. Nat. Nanotechnol.2012, 7 (3), 185. doi: 10.1038/nnano.2012.8 doi: 10.1038/nnano.2012.8

    78. [78]

      Lin, Z. C.; Xie, C.; Osakada, Y.; Cui, Y.; Cui, B. Nat. Commun..2014, 5. doi: 10.1038/ncomms4206 doi: 10.1038/ncomms4206

    79. [79]

      Robinson, J. T.; Jorgolli, M.; Shalek, A. K.; Yoon, M. H.; Gertner, R. S.; Park, H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (3), 180. doi: 10.1038/nnano.2011.249 doi: 10.1038/nnano.2011.249

    80. [80]

      a) Ma, Y.; Bao, J.; Zhang, Y.; Li, Z.; Zhou, X.; Wan, C.; Huang, L.; Zhao, Y.; Han, G.; Xue, T. Cell 2019, 177 (2), 243. doi:10.1016/j.cell.2019.01.038
      (b) Tang, J.; Qin, N.; Chong, Y.; Diao, Y.; Yiliguma; Wang, Z.; Xue, T.; Jiang, M.; Zhang, J.; Zheng, G. Nat. Commun..2018, 9. doi:10.1038/s41467-018-03212-0

    81. [81]

      Zhang, X.; Grajal, J.; Luis Vazquez-Roy, J.; Radhakrishna, U.; Wang, X.; Chern, W.; Zhou, L.; Lin, Y.; Shen, P. C.; Ji, X.; et al. Nature 2019, 566 (7744), 368. doi: 10.1038/s41586-019-0892-1 doi: 10.1038/s41586-019-0892-1

    82. [82]

      Seo, D.; Neely, R. M.; Shen, K.; Singhal, U.; Alon, E.; Rabaey, J. M.; Carmena, J. M.; Maharbiz, M. M. Neuron 2016, 91 (3), 529. doi: 10.1016/j.neuron.2016.06.034 doi: 10.1016/j.neuron.2016.06.034

    83. [83]

      Tunuguntla, R. H.; Bangar, M. A.; Kim, K.; Stroeve, P.; Grigoropoulos, C.; Ajo-Franklin, C. M.; Noy, A. Adv. Mater. 2015, 27 (5), 831. doi: 10.1002/adma.201403988 doi: 10.1002/adma.201403988

    84. [84]

      Kim, T. I.; McCall, J. G.; Jung, Y. H.; Huang, X.; Siuda, E. R.; Li, Y.; Song, J.; Song, Y. M.; Pao, H. A.; Kim, R. H.; et al. Science 2013, 340 (6129), 211. doi: 10.1126/science.1232437 doi: 10.1126/science.1232437

    85. [85]

      Santoro, F.; Zhao, W.; Joubert, L. M.; Duan, L.; Schnitker, J.; van de Burgt, Y.; Lou, H. Y.; Liu, B.; Salleo, A.; Cui, L.; et al. ACS nano 2017, 11 (8), 8320. doi: 10.1021/acsnano.7b03494 doi: 10.1021/acsnano.7b03494

    86. [86]

      Luan, L.; Wei, X.; Zhao, Z.; Siegel, J. J.; Potnis, O.; Tuppen, C. A.; Lin, S.; Kazmi, S.; Fowler, R. A.; Holloway, S.; et al. Sci. Adv. 2017, 3 (2), e1601966. doi: 10.1126/sciadv.1601966 doi: 10.1126/sciadv.1601966

    87. [87]

      Gonzales, D. L.; Badhiwala, K. N.; Vercosa, D. G.; Avants, B. W.; Liu, Z.; Zhong, W.; Robinson, J. T. Nat. Nanotechnol. 2017, 12 (7), 684. doi: 10.1038/nnano.2017.55 doi: 10.1038/nnano.2017.55

    88. [88]

      (a) Marshall, J. D.; Schnitzer, M. J. ACS Nano 2013, 7 (5), 4601. doi:10.1021/nn401410k
      (b) Peterka, D. S.; Takahashi, H.; Yuste, R. Neuron 2011, 69 (1), 9. doi:10.1016/j.neuron.2010.12.010

    89. [89]

      Efros, A. L.; Delehanty, J. B.; Huston, A. L.; Medintz, I. L.; Barbic, M.; Harris, T. D. Nat. Nanotechnol. 2018, 13 (4), 278. doi: 10.1038/s41565-018-0107-1 doi: 10.1038/s41565-018-0107-1

    90. [90]

      Bonnaud, C.; Monnier, C. A.; Demurtas, D.; Jud, C.; Vanhecke, D.; Montet, X.; Hovius, R.; Lattuada, M.; Rothen-Rutishauser, B.; Petri-Fink, A. ACS nano 2014, 8 (4), 3451. doi: 10.1021/nn406349z doi: 10.1021/nn406349z

    91. [91]

      (a) Zhao, W.; Hanson, L.; Lou, H. Y.; Akamatsu, M.; Chowdary, P. D.; Santoro, F.; Marks, J. R.; Grassart, A.; Drubin, D. G.; Cui, Y.; et al. Nat. Nanotechnol. 2017, 12 (8), 750. doi:10.1038/nnano.2017.98
      (b) Zimmerman, J. F.; Parameswaran, R.; Murray, G.; Wang, Y.; Burke, M.; Tian, B. Science Advances 2016, 2 (12). doi:10.1126/sciadv.1601039

    92. [92]

      Haziza, S.; Mohan, N.; Loe-Mie, Y.; Lepagnol-Bestel, A. M.; Massou, S.; Adam, M. P.; Le, X. L.; Viard, J.; Plancon, C.; Daudin, R.; Koebel, P.; Dorard, E.; Rose, C.; Hsieh, F. J.; Wu, C. C.; Potier, B.; Herault, Y.; Sala, C.; Corvin, A.; Allinquant, B.; Chang, H. C.; Treussart, F.; Simonneau, M. Nat. Nanotechnol. 2017, 12 (4), 322. doi: 10.1038/nnano.2016.260 doi: 10.1038/nnano.2016.260

    93. [93]

      (a) Gu, Y.; Sun, W.; Wang, G.; Jeftinija, K.; Jeftinija, S.; Fang, N. Nat Commun 2012, 3. doi:10.1038/ncomms2037
      (b) Kaplan, L.; Ierokomos, A.; Chowdary, P.; Bryant, Z.; Cui, B. Sci. Adv. 2018, 4 (3), e1602170. doi:10.1126/sciadv.1602170

    94. [94]

      Berna, J.; Leigh, D. A.; Lubomska, M.; Mendoza, S. M.; Perez, E. M.; Rudolf, P.; Teobaldi, G.; Zerbetto, F. Nat. Mater. 2005, 4 (9), 704. doi: 10.1038/nmat1455 doi: 10.1038/nmat1455

    95. [95]

      Jiang, Y.; Li, X.; Liu, B.; Yi, J.; Fang, Y.; Shi, F.; Gao, X.; Sudzilovsky, E.; Parameswaran, R.; Koehler, K.; et al. Nat. Biomed. Eng. 2018, 2 (7), 508. doi: 10.1038/s41551-018-0230-1 doi: 10.1038/s41551-018-0230-1

    96. [96]

      Johannsmeier, S.; Heeger, P.; Terakawa, M.; Kalies, S.; Heisterkamp, A.; Ripken, T.; Heinemann, D. Sci. Rep. 2018, 8. doi: 10.1038/s41598-018-24908-9 doi: 10.1038/s41598-018-24908-9

    97. [97]

      Veetil, A. T.; Chakraborty, K.; Xiao, K.; Minter, M. R.; Sisodia, S. S.; Krishnan, Y. Nat. Nanotechnol. 2017, 12 (12), 1183. doi: 10.1038/nnano.2017.159 doi: 10.1038/nnano.2017.159

    98. [98]

      Narayanaswamy, N.; Chakraborty, K.; Saminathan, A.; Zeichner, E.; Leung, K.; Devany, J.; Krishnan, Y. Nat. Methods 2019, 16 (1), 95. doi: 10.1038/s41592-018-0232-7 doi: 10.1038/s41592-018-0232-7

    99. [99]

      (a) Saha, S.; Prakash, V.; Halder, S.; Chakraborty, K.; Krishnan, Y. Nat. Nanotechnol. 2015, 10 (7), 645. doi:10.1038/nnano.2015.130
      (b) Prakash, V.; Saha, S.; Chakraborty, K.; Krishnan, Y. Chem. Sci. 2016, 7 (3), 1946. doi:10.1039/c5sc04002g
      (c) Leung, K.; Chakraborty, K.; Saminathan, A.; Krishnan, Y. Nat. Nanotechnol. 2019, 14 (2), 176. doi:10.1038/s41565-018-0318-5

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  55
  • HTML全文浏览量:  2
文章相关
  • 发布日期:  2020-12-15
  • 收稿日期:  2020-07-01
  • 接受日期:  2020-08-11
  • 修回日期:  2020-08-11
  • 网络出版日期:  2020-08-18
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章