|
Ученые нашли способ татуировать тихоходок
|
|
|
|
Если вы раньше не слышали о тихоходках, приготовьтесь к тому, что вы будете поражены. Эти неуклюжие восьминогие существа, прозванные водяными медведями, имеют длину около полумиллиметра и могут пережить практически все: минусовые температуры, голодную смерть, высокое давление, радиационное облучение, открытый космос и многое другое. Исследователи, опубликовавшие статью в журнале Nano Letters, воспользовались тем, что тихоходки практически не поддаются разрушению, и нанесли им крошечные "татуировки", чтобы протестировать технологию микропроизводства для создания микроскопических биосовместимых устройств. "С помощью этой технологии мы не просто создаем микротатуажи на тихоходках - мы распространяем эту возможность на различные живые организмы, включая бактерии", — объясняет Дин Чжао, соавтор статьи.
|
|
|
|
Микропроизводство произвело революцию в электронике и фотонике, создав микро- и наноразмерные устройства - от микропроцессоров и солнечных батарей до биосенсоров, которые обнаруживают загрязнение пищевых продуктов или раковые клетки. Но эта технология также может способствовать развитию медицины и биомедицинской инженерии, если исследователи смогут адаптировать методы микропроизводства, чтобы сделать их совместимыми с биологической сферой.
|
|
|
|
Итак, Чжао, Мин Цю и его коллеги применили процесс, который позволяет электронным лучом вырезать узор на тонком слое льда, покрывающем живую ткань, называемый ледяной литографией, оставляя рисунок после сублимации оставшегося льда. И какое существо лучше подходит для того, чтобы быть замороженным, покрытым льдом, а затем подвергнутым воздействию электронного луча, чем почти неразрушимый тихоходка?
|
|
|
|
|
|
|
Команда ученых ввела тихоходок в криптобиотическое состояние (своего рода полумертвый анабиоз), медленно обезвоживая микроскопических животных. Затем исследователи поместили отдельного тихоходку на бумагу из углеродного композита, охладили лист до температуры -226°F (-143°C) и покрыли водяного медведя защитным слоем анизола - органического соединения, которое пахнет анисом. Замороженный анизол защищал поверхность тихоходки от сфокусированного электронного луча, который наносил рисунок.
|
|
|
|
Под воздействием луча анизол вступал в реакцию и образовывал новое биосовместимое химическое соединение, которое прилипало к поверхности тихоходки при более высоких температурах. По мере того, как тихоходка нагревалась в вакууме до комнатной температуры, любой непрореагировавший замороженный анизол сублимировался и оставлял после себя рисунок из прореагировавшего анизола. Наконец, исследователи повторно увлажнили и оживили тихоходку, после чего у нее появилась новая татуировка.
|
|
|
|
Точность этой техники позволила команде создать множество микроузоров: квадраты, точки и линии шириной до 72 нанометров и даже логотип университета. Около 40% тихоходок пережили процедуру, и исследователи говорят, что это можно улучшить при дальнейшей доработке. Самое главное, тихоходки, похоже, не возражали против своих новых татуировок: после регидратации они не показали никаких изменений в поведении. Эти результаты указывают на то, что этот метод может быть пригоден для печати микроэлектроники или датчиков на живых тканях.
|
|
|
|
Гэвин Кинг, исследователь, которому приписывают изобретение метода ледяной литографии, но который не принимал участия в этом исследовании, заключает: "Моделировать живую материю непросто, и этот прогресс предвещает появление нового поколения устройств из биоматериала и биофизических датчиков, которые ранее были представлены только в научной фантастике".
|
|
|
|
Чжао и Цю надеются, что после этого первого шага их работа позволит в будущем создать микробиологических киборгов и другие биомедицинские приложения.
|
|
|
|
Источник
|
