Biology and electronics are both expert at for accessing, analyzing, and responding to information. Biology uses ions, small molecules, and macromolecules to receive, analyze, store, and transmit information, whereas electronic devices receive input in the form of electromagnetic radiation, process the information using electrons, and then transmit output as electromagnetic waves. Generating the capabilities to connect biology–electronic modalities offers exciting opportunities to shape the future of biosensors, point‐of‐care medicine, and wearable/implantable devices. Redox reactions offer unique opportunities for bio‐device communication that spans the molecular modalities of biology and electrical modality of devices. Here, an approach to search for redox information through an interactive electrochemical probing that is analogous to sonar is adopted. The capabilities of this approach to access global chemical information as well as information of specific redox‐active chemical entities are illustrated using recent examples. An example of the use of synthetic biology to recognize external molecular information, process this information through intracellular signal transduction pathways, and generate output responses that can be detected by electrical modalities is also provided. Finally, exciting results in the use of redox reactions to actuate biology are provided to illustrate that synthetic biology offers the potential to guide biological response through electrical cues.

中文翻译：

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将生物学与电子学联系起来：通过氧化还原模态进行分子通信

生物学和电子学都是访问，分析和响应信息的专家。生物学使用离子，小分子和大分子来接收，分析，存储和传输信息，而电子设备则以电磁辐射的形式接收输入，使用电子来处理信息，然后以电磁波的形式传输输出。产生连接生物学-电子形式的功能，为塑造生物传感器，即时医疗和可穿戴/可植入设备的未来提供了令人兴奋的机会。氧化还原反应为跨越生物的分子形态和装置的电子形态的生物装置通信提供了独特的机会。这里，采用了一种通过类似于声纳的交互式电化学探测来搜索氧化还原信息的方法。使用最近的示例说明了此方法访问全局化学信息以及特定氧化还原活性化学实体信息的功能。还提供了使用合成生物学识别外部分子信息，通过细胞内信号转导途径处理该信息以及生成可以通过电模态检测到的输出响应的示例。最后，提供了使用氧化还原反应激活生物学的令人兴奋的结果，以说明合成生物学提供了通过电学线索指导生物学反应的潜力。使用最近的示例说明了此方法访问全局化学信息以及特定氧化还原活性化学实体信息的功能。还提供了使用合成生物学识别外部分子信息，通过细胞内信号转导途径处理该信息以及生成可以通过电模态检测到的输出响应的示例。最后，提供了使用氧化还原反应激活生物学的令人兴奋的结果，以说明合成生物学提供了通过电学线索指导生物学反应的潜力。使用最近的示例说明了此方法访问全局化学信息以及特定氧化还原活性化学实体信息的功能。还提供了使用合成生物学识别外部分子信息，通过细胞内信号转导途径处理该信息以及生成可以通过电模态检测到的输出响应的示例。最后，提供了使用氧化还原反应激活生物学的令人兴奋的结果，以说明合成生物学提供了通过电学线索指导生物学反应的潜力。通过细胞内信号转导途径处理该信息，并产生可以通过电学方式检测到的输出响应。最后，提供了使用氧化还原反应激活生物学的令人兴奋的结果，以说明合成生物学提供了通过电学线索指导生物学反应的潜力。通过细胞内信号转导途径处理该信息，并产生可以通过电学方式检测到的输出响应。最后，提供了使用氧化还原反应激活生物学的令人兴奋的结果，以说明合成生物学提供了通过电学线索指导生物学反应的潜力。