Создана технология, позволяющая слушать бактерии и клетки

Создана технология, позволяющая слушать бактерии и клетки

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали наноразмерное оптоволокно, обладающее невероятным уровнем чувствительности: оно способно улавливать колебания, производимые завихрениями, создаваемыми двигающимися бактериями, а также звуковые волны, создаваемые бьющимися клетками сердечной ткани. В перспективе такой уровень чувствительности позволит специалистам следить за каждой отдельно взятой клеткой и предупреждать об изменениях в процессе их нормальной работы.

«Этот инструмент может открыть перед нами двери возможностей слежения за самыми малозаметными взаимодействиями и изменениями в организме, что раньше было просто невозможно», — говорит Дональд Сирбули, один из создателей гиперчувствительного оптоволокна из Калифорнийского университета.

Прогресс в развитии технологий микроскопии позволил нам проникнуть в самые крошечные расщелины нашего физического мира, но для того, чтобы по-настоящему понять, что же в этом мире происходит, недостаточно просто иметь возможность увидеть это – нужно обладать возможностью еще и почувствовать.

Следует отметить, что микроскопы, способные вести наблюдение за самыми крошечными силами, уже существуют. Одним из примеров может служить хотя бы атомно-силовой микроскоп, способный не только сканировать поведение атомов, но и манипулировать ими. Однако метод, согласно которому работают такие микроскопы, не позволяет их использовать для исследования биологических систем.

Возможность измерения биологических сил самых малых масштабов требует от ученых использования нового подхода. Поэтому группа специалистов из США разработала из оксида олова оптоволокно, которое в 100 раз тоньше человеческого волоса. Для наделения оптоволокна способностью «чувствовать», оксид олова покрыли тонким слоем полимера, усеянного наночастицами золота.



Как это работает

Метод использования такого волокна очень прост. Все, что нужно, – поместить оптоволокно в раствор, содержащий клетки или бактерии. Оптоволокно излучает свет, взаимодействующий с частицами золота. Биологические силы организма и создаваемые ими звуковые волны сталкиваются с наночастицами золота, слегка вдавливая их в полимерную оболочку. С помощью этого можно рассчитать как уровень самой силы, так и уровень звука, ею создаваемый. Создатели оптоволокна проверили его работу, проведя наблюдение за клетками ткани бьющегося сердца, а также за движением жгутиков (движущих органов) бактерий.

«С помощью этого устройства мы смогли не только уловить эти едва заметные биосилы и звуки, но и провели их количественную оценку. Этот инструмент идеально подходит для проведения наномеханического зондирования в высоком разрешении», — комментирует Сирбули.

После калибровки устройства оказалось, что подобное оптоволокно может быть в 10 раз более чувствительным, чем атомно-силовые микроскопы и способно определять биологические силы с уровнем воздействия менее 160 фН (фемтоньютонов), а звука – менее -30 дБ (децибел). А это, в свою очередь, в тысячу раз меньше того уровня, который может восприниматься человеческим ухом.

Специалисты отмечают, что при использовании различных видов полимерного покрытия можно расширить диапазон эффективности созданного ими оптоволокна. Например, для измерения больших сил можно использовать более прочное полимерное покрытие, а для определения меньших сил – с оптоволокном можно использовать очень мягкое покрытие, вроде того же гидрогеля.

В будущем исследователи планируют использовать оптические нановолокна для измерения биоактивности и механического поведения отдельных клеток. Это позволит еще сильнее увеличить возможности технологии и в перспективе может привести к созданию сверхчувствительных биостетоскопов.

Создана технология, позволяющая слушать бактерии и клетки Николай Хижняк

0 не понравилось

20-05-2017 10:00 | просмотров 52 |

Прямая ссылка:
BB-code ссылка:
HTML ссылка:
Понравилась статья? ПОДЕЛИСЬ в соц. сетях!
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Похожие новости

Создан первый в мире эмбрион без использования яйцеклеток и сперматозоидов

  Команде биологов из Кембриджа удалось создать первый в истории науки эмбрион, не прибегая к использованию готовых яйцеклеток и сперматозоидов. Достичь этого получилось благодаря выращиванию

Создано гибкое волокно, проводящее импульсы до мозга и обратно

  Как сообщает издание Medical Xpress, большой группе исследователей, включающей инженеров, химиков и нейробиологов, среди которых немало выпускников Массачусетского технологического института

Биоинженеры создали искусственные клетки, которые «прошли тест Тьюринга»

    Ученые создали искусственные клетки, которые оказались настолько похожими на живые, что это ввело в заблуждение настоящие клетки, рядом с которыми они были помещены, и при этом

Обнаружен вид бактерий, которые «общаются» друг с другом с помощью электрич ...

Принято считать, что бактерии — существа весьма слаборазвитые и они живут лишь для того, чтобы «разделиться надвое», тем самым продолжив свой род, но это не совсем так. Многие бактерии объединяются в

Физики заглянули в «полную пустоту» и доказали, что в ней кое-что есть

Согласно квантовой механике, вакуум – не просто пустое пространство. На самом деле он наполнен квантовой энергией и частицами, крошечными частицами, постоянно появляющимися и так же исчезающими и

Получены первые цветные изображения, сделанные с помощью электронного микро ...

Самыми лучшими приборами для изучения микромира, без сомнения, являются электронные микроскопы. После своего изобретения они буквально произвели революцию в гистологии и позволили увидеть
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.