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加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发出了一种所谓的“智能培养基”。这种培养基能用于快速筛选会发生毒性相互作用的新药物或鉴定出患者血液中初期癌变的细胞。这项研究的结果公布在6月20日的Langmuir上。

这项发明利用聚苯乙烯填充的多孔硅晶体检测细胞尺寸和形状的细微变化。开发任何新药时需要考虑的一个重要问题就是药物的毒性。由于肝脏是清洁血液的器官，当一种毒素进入身体时，肝脏细胞尤其对毒素敏感。因此，药物公司希望能在初期就知道一种药物对肝脏的影响。但是要在生活动物身上筛选每个可能药物候选毒性非常昂贵。如果能只用几个肝脏细胞来代替整个动物的话，那么筛选的成本就会大大降低。

这种新的培养基还能鉴定患者血液中的转移性癌细胞：将患者的血液样本放在这种晶体上，并将它们与正常血液样本进行比较。

在发明这种晶体时，研究人员在首先构建出具有纳米级孔的硅晶体，从而形成一种能控制光的光子晶体——类似半导体利用计算机芯片传递电流的方式。通过将大鼠的肝脏细胞粘连到晶体中的聚苯乙烯上并用一种灵敏的光度计测量光的散射，研究人员能够检测细胞在与毒性剂量的氯化镉和醋氨酚反应时形状的微小变化。

当这些细胞与毒素反应发生皱缩，它们能较高地散射光线，从而使研究人员能够快速检测出哪个药物在与另外一种药物联合使用时可能产生毒副作用。

这种Smart Petri Dish(智能培养基)使研究人员能够同时进行大量的毒性检测，从而给出初步的生理或药理性分析结果，以便于决定是否需要进一步的研究。研究人员指出，虽然这些结果是通过大鼠细胞试验获得，但是这项技术能够很容易用于人类细胞的检测。