Den första tillämpningen blir att styra nervceller vid forskning på hur celler kommunicerar med varandra.

Den kemiska transistorn har utvecklats av Klas Tybrandt och Magnus Berggren vid Linköpings universitet tillsammans med Karin Larsson och Agneta Richter-Dahlfors vid Karolinska institutet i Solna. Linköpingsforskarna är duktiga på plastelektronik och polymera jonledare, medan KI-forskarna står för det biokemiska kunnandet.

- Den kemiska transistorn motsvarar precis en transistor för elektroner, säger Magnus Berggren vid Linköpings universitet.

Därför kan elektronikens språk användas även för att beskriva jontransistorn. Exempelvis är det en bipolär transistor av pnp-typ som är tämligen linjär och har en förstärkning på cirka tio gånger. Gränsfrekvensen kan pressas till runt tio hertz, hävdar Magnus Berggren. Och förhållandet mellan till- och frånström är ungefär en faktor tusen.

- Nu ska vi utveckla fler kemiska motsvarigheter till de elektroniska kretselementen, säger Magnus Berggren.

Prototypen till den kemiska pnp-transistorn har en millimeterbred kanal av jonledande plast som de kemiska substanserna ska passera. När negativa anjoner, som klor, släpps lös på basen öppnas kanalen och positiva katjoner börjar strömma mellan emitter och kollektor. Jonerna kan vara av natrium, kalium eller kalcium, men också större biomolekyler som acetylkolin, vilket forskarna visat i sin prototyp. Acetylkolin är en livsviktig transmittorsubstans som bland annat överför nervsignaler till muskler.

Just acetylkolin kan komma till nytta vid den första användningen av transistorn. Det är forskarna på Karolinska Institutet som vill följa hur nervceller signalerar till varandra:

- Vi ska försöka bygga ytor för cellodling där vi kan styra var och när olika substanser släpps ut, säger Klas Tybrandt.

Acetylkolinet finns då lagrat i en elektrolyt på emittern. Likaså finns de styrande klorjonerna i en elektrolyt på basen. När klorjonerna släpps loss av en elektrisk ström, öppnas den enkelriktade jonkanalen och acetylkolinet strömmar över till kollektorn. Där finns odlade nervceller som reagerar på acetylkolinet genom att pumpa in kalciumjoner genom cellväggen. Allt går att följa i realtid genom ett fluorescensmikroskop.

Linköpingsforskarna ska nu bygga upp något som påminner om en bildskärm där varje transistor motsvarar ett bildelement. De kan då styra koncentrationen av olika biokemiska ämnen i varje pixel. Den kemiska skärmen blir ett sätt att kommunicera med biologisk vävnad med cellernas eget biokemiska språk.

- Varje pixel är som ett barskåp, förklarar Magnus Berggren.

- Man kan blanda en avancerad cocktail av tio olika substanser i varje punkt.