Nanometrové „tetovanie“ sa prichytáva k jednotlivým bunkám
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 8. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci vytvorili nanometrový elektronický „tetovací“ senzor, ktorý sa dokáže pripojiť k živej, individuálnej bunke bez toho, aby ju poškodil. Prelomový vývoj by sa dal použiť na monitorovanie bunkového zdravia a posunul nás o krok bližšie k tomu, aby sme urobili obrovský skok v diagnostike chorôb.
Výskumníci z univerzity Johnsa Hopkinsa vytvorili malé tetovacie senzory zo zlatých nanovzorov, najmä kvôli vysokej vodivosti prvku a schopnosti zabrániť strate signálu a skresleniu. Ich cieľom bolo preklenúť priepasť medzi živými bunkami a konvenčnými senzormi a elektronickými materiálmi.
„Ak si predstavíte, kam to všetko v budúcnosti smeruje, chceli by sme mať senzory na diaľkové monitorovanie a riadenie stavu jednotlivých buniek a prostredia okolo týchto buniek v reálnom čase,“ povedal David Gracias, zodpovedajúci autor štúdie. „Ak by sme mali technológie na sledovanie zdravia izolovaných buniek, možno by sme mohli diagnostikovať a liečiť choroby oveľa skôr a nečakať, kým sa poškodí celý orgán“.
Pripevnenie elektronického tetovania k niečomu takému malému, ako je ľudská bunka, je výzvou nielen kvôli veľkosti buniek, ale aj preto, že štruktúra musí byť dostatočne flexibilná, aby sa prispôsobila zakrivenému povrchu bunky, musí zostať pripevnená a nemôže poškodiť bunku.
„Hovoríme o umiestnení niečoho ako elektronické tetovanie na živý predmet 10-krát menší ako hlava špendlíka,“ povedal Gracias. „Je to prvý krok k pripojeniu senzorov a elektroniky k živým bunkám“.
Zlaté nanobodky a nanovlákna boli položené na kremíkovú doštičku a potom boli prenesené na biologicky kompatibilný alginátový hydrogél, ktorý výskumníci pripevnili na mozgové tkanivo potkanov a bunkové pole pozostávajúce z jednej vrstvy živých myších fibroblastových buniek. Tieto bunky vytvárajú spojivové tkanivo, ktoré podporuje a spája ostatné tkanivá a orgány v tele. Nanoštruktúry sa prispôsobili tvaru buniek a zostali pripojené 16 hodín, aj keď sa bunky pohybovali, a čo je dôležité, nepoškodili bunku.
„Ukázali sme, že dokážeme pripojiť zložité nanovzory k živým bunkám a zároveň zabezpečiť, aby bunka nezomrela,“ povedal Gracias. „Je to veľmi dôležitý výsledok, že bunky môžu žiť a pohybovať sa s tetovaním, pretože medzi živými bunkami a metódami, ktoré inžinieri používajú na výrobu elektroniky, často existuje značná nekompatibilita“.
Okrem včasnej detekcie chorôb výskumníci predpokladajú mnoho aplikácií pre svoju novo vyvinutú technológiu, vrátane vytvárania biohybridných materiálov, bionických zariadení a biosenzorov. Plánujú sa pokúsiť vytvoriť zložitejšie nanoobvody, ktoré môžu zostať pripojené dlhšie, a experimentovať s rôznymi typmi buniek.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nano Letters.
