晶体管是现代电子学的核心，它就像阀门一样控制电子的流动。现在，加州大学伯克利分校的研究人员创造了首批可以用电控制分子的晶体管。通过将它们连接到微型试管和培养皿，这些纳米级晶体管可以实现无需移动部件的芯片实验室。
正如30吨重的计算机在几十年间缩小到微芯片尺寸一样，研究人员现在正在将实验室微型化，以同时进行数百万次实验，并显著加快DNA、蛋白质和其他分子的分析速度。伯克利机械工程师阿伦·马祖达尔表示，尽管存在用于控制微流体通道中流动的阀门和泵，但它们不容易进一步小型化以用于纳米级别。
马祖达尔和他的同事推测，硅晶体管可能像控制电子一样，用电控制溶解在流体中的离子，而不是依赖机械操作。然而，先前尝试通过给微流体通道表面充电来控制离子的尝试表明，离子会迅速迁移到通道壁并抵消电压，从而屏蔽液体的其余部分免受进一步的电操作。
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马祖达尔与杨培东、Rohit Karnik、范荣及其同事发现，宽度小于100纳米的通道足够小，使得电场能够突破这种屏蔽。在两个二氧化硅板之间构建了一个35纳米高的通道，并用氯化钾盐水填充后，他们证明了跨纳米流体晶体管施加的电压可以开启和关闭钾离子流。在由宽度为10到100纳米的二氧化硅管制造的晶体管中也观察到了匹配的结果。“这是一个非常好的基础科学和一个聪明的想法。他们巧妙地利用了一种仅在非常小的通道中占主导地位的物理效应，”斯坦福大学生物物理学家斯蒂芬·奎克评论道。
大多数生物分子都带电，这种晶体管可以有效地操纵DNA片段。马祖达尔设想，纳米流体晶体管可以根据细胞中大量分子的质量和电荷快速对其进行分类，从而帮助纯化DNA以进行测序或寻找疾病标志物。
目前，这些晶体管适用于飞升（10-15升）或更少量的流体，大约是红细胞体积的百分之一。马祖达尔说，理论上，它们可能足够灵敏，可以检测和操纵单个生物分子，用于极其灵敏的生物武器探测器或“单个分子的实验室，您可以在其中捕获它们，然后用光、力或您想要的任何刺激来研究它们的行为”。
硅为在同一芯片上构建传统晶体管和纳米流体晶体管提供了机会，从而实现化学和生物加工的计算机化控制。在早期的原型中，开启和关闭离子流所需的电压为75伏，太高而无法集成到现代集成电路中。但马祖达尔解释说，他们通过减薄通道壁将开关电压降至足够低的1伏。该团队希望在一年内将纳米流体晶体管连接到集成电路中，作为并行利用大量晶体管的下一步。