這種新型的電子設備就是微型射頻識別(RFID)標簽(以下統稱“RFID標簽”)，它們的本質是一種可以從遠處識別的條形碼。
RFID標簽通常包含一個微型芯片和一個連接其上的天線。在它的附近會有一個可以向其發射電磁信號的讀取器(一般被稱為收發器)，然后RFID標簽可以根據自己儲存的數據，例如它的身份、生產日期、地點和儲存處理方法等，對讀取器做出響應。許多RFID標簽沒有不內置電池，相反它們依賴讀取器所發射的信號中的能量來傳輸信息。
用于車輛訪問控制的RFID天線。圖片來源：維基百科。
時至今日，RFID標簽已經在鑰匙卡、收費通行證、圖書館書籍和許多其他物品中得以應用。但是，典型的RFID標簽的尺寸介乎毫米到厘米之間。相比之下，這些新興的RFID標簽的大小只有22微米，大約是人類頭發平均直徑的五分之一。在7月26日上線的《應用物理評論》(Physical Review Applied)中，研究人員詳細報道了這一研究。他們表示，這使得它們(新興的RFID標簽)成為了已知最小的RFID標簽。
RFID標簽也應用在酒店房卡的開門系統上。圖片來源：維基百科。
制造材料
這種新興的RFID標簽由兩個金屬層制成，一層由5 nm厚的鈦膜和200 nm厚的金膜構成，另一層由1000 nm寬的鋁層構成，兩層之間夾了16 nm厚的二氧化鉿絕緣層。
八邊形設計
每個標簽的形狀都是八邊形。研究的主要作者，加州斯坦福大學的胡曉琳(Jasmine Xiaolin Hu)表示，八邊形是最接近圓形的形狀，而圓形則是能夠與來自讀取器的電磁場互動的最佳形狀。最終，這個器件會以二氧化硅(和沙子的材質相同)完全封裝來保證其生物應用的安全性。
我們甚至可以利用圓形來畫出八角形。圖片來源：維基百科。
功能更強大
傳統的RFID讀取器僅使用一個天線與標簽通訊。而在新興的RFID讀取器上，研究人員使用了兩個天線，每個天線大約是新興RFID標簽直徑的兩倍。這樣的做法可以將標簽上的信號幅度增強10倍以上，并且在檢測上區分出“一個在復雜生物環境中移動的被標記的細胞”和“在幾微米外與讀取器失去連接的細胞”的分別。
胡曉琳說，盡管新興的RFID標簽仍然比許多細胞大，但它們能“應用在很多令人感興趣的細胞上”，例如小鼠體內的黑色素瘤細胞、人類體內的黑色素瘤細胞、乳腺癌細胞、結腸癌細胞和健康的結締組織細胞，這些都是研究人員發現的“令人感興趣的細胞”。
未來研究方向
研究人員計劃在幾微米范圍內監視在微型硅橡膠通道中移動的被標記的活細胞。胡曉琳道，“傳感器和其他設備能夠與這些微型標簽結合來測量和展示很多事物，我們將實現此前從未有過的活細胞內的控制 。未來的研究還可以探索發展更小的標簽并找到持續跟蹤它們的方法。”
來自休斯頓衛理公會研究所、未參與此項研究的生物工程師、系統生物學家史蒂芬·王(Stephen Wong)表示，“這是第一步我們在過程中不以探測、干擾細胞膜或破壞細胞的‘冒風險’方式向外界發送細胞的信號，它開啟了活細胞研究的全新世界。”
一名外科醫生為英國科學家Mark Gasson博士的左手植入RFID微芯片(2009年3月16日)。圖片來源：維基百科。
這項將電子器件內置于細胞內的能力，將能夠史無前例地幫助研究者理解并操縱細胞的行為。胡曉琳解釋，“多數疾病的過程發源于一個到幾個細胞的水平，但現在我們沒有技術來檢測人體中的個體細胞。如果能跟蹤和監測個體細胞，也許就能在早期檢測到疾病，這樣就能盡早啟動治療，使治療變得更加有效。”
舉一個例子，一個細胞內的pH傳感器將能夠幫助測量其酸性。史蒂芬·王認為，“這體現了細胞的健康程度。此外，我們還可以測量葡萄糖來測量細胞代謝過程，以及細胞中許多其他分子。”
他還表示，未來的研究還應聚焦在擴展研究人員能掃描標簽的范圍，“目前無線接收器需要離細胞非常近才有用，然而這并不理想。當然，目前研究者所展示的已經是前進的很好一步了。”
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