Физики из США создали "нано-Пакмэна", поедающего микробов и рак
Американские физики и нанотехнологи создали миниатюрную
версию "Пакмэна" из наночастиц, который может вылавливать и "съедать"
одиночных бактерий, раковые клетки или вирусы и доставлять их ученым,
говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
"Микророботы, которых раньше создавали наши коллеги, могли исполнять
лишь простые задачи – они могут толкать какие-то другие объекты
или проникать внутрь них. Теперь мы можем гибко управлять формой роботов
и заставлять их трансформироваться, и благодаря этому у нас теперь есть
целый набор инструментов для манипуляции объектами и процессами
в микромире", — рассказывает Кухи Хан (Koohee Han) из университета
Северной Каролины в Роли (США).
Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется
особый класс методов их сборки, которые в научном сообществе известны
под собирательным названием "ДНК-оригами". В этой методике основой
для любых деталей биомашин служит длинная одинарная цепочка ДНК, которая
сплетается в нужный трехмерный предмет при помощи коротких "шпилек"
из нескольких нуклеотидов — кирпичиков ДНК.
За последние годы биохимики сплели десятки различных машин
из коротких цепочек ДНК, в том числе щипцы, системы доставки лекарств
в определенные клетки организма и даже примитивных
роботов-"трансформеров" и простейшие компьютеры. Дальше этого разработка
ДНК-оригами не продвинулась по нескольким причинам – сложные структуры
из нитей ДНК собирать очень сложно, и еще сложнее ими управлять и менять
их структуру.
Хан и его коллеги нашли новый способ сборки подобных машин, который
заметно упрощает их создание и позволяет им решать массу ранее
недоступных задач, используя не нити из ДНК, а полимерные кубики,
покрытые с одной или нескольких сторон полосками кобальта. Намагничивая
эти полоски, ученые могут заставить кубы склеиваться между собой,
отталкиваться друг от друга и собираться в конструкции сложной формы.
"Так как эти наночастицы намагничены и при этом они взаимодействуют
между собой, кубы запасают в себе энергию. Они могут соединяться друг
с другом в структуры, в которых каждый куб будет смотреть в разные
стороны, формируя объекты, похожие, к примеру, на миниатюрного Пакмэна.
Его можно заставить открыть или закрыть "рот", отключив магнитное поле
и заставив кубики выделить эту энергию", — объясняет Орлин Велев (Orlin
Velev), коллега Хана.
Используя этого "Пакмэна", ученые решили сложную задачу, недоступную
для других наноструктур – они научили его плавать, периодически
раскрывая и закрывая "рот", и заставили наномашину захватить
и удерживать в себе одиночную клетку дрожжей, которую они запустили
в раствор с полимерными кубами. Подобным же образом, по словам Велева,
эти роботы могут захватывать раковые клетки или бактерии в крови
пациента и доставлять их ученым для анализа.
Таких роботов, как отмечают исследователи, можно будет использовать
не только в медицинских целях, но и для решения иных научных
или практических задач, к примеру, для создания синтетических мускулов
или датчиков, способных измерять плотность различных экзотических
жидкостей, а также для сборки других роботов и многих других вещей.
https://ria.ru/science/2017080...
Источник: cont.ws.
Рейтинг публикации:
|
