Ingeniører fra University of California San Diego, har skabt en nanostørrelse, optisk fiber, som har en utrolig grad af følsomhed: det kan opdage de udsving, der produceres af uroen skabt af de bevægelige bakterier, samt lydbølger, der genereres ved at slå celler i hjertet væv. I fremtiden, følsomhed plan vil tillade eksperter til at overvåge hver enkelt celle og advare om ændringer i løbet af deres normale arbejde.
“Dette værktøj kan åbne os en dør for mulighederne for sporing af de mest subtile samspil og forandringer i kroppen, som tidligere var umuligt,” siger Anders Cerboli, en af grundlæggerne af overfølsomme fiber fra University of California.
Fremskridt i udviklingen af mikroskopi teknologi har gjort det muligt for os at trænge ind i de mindste sprækker af vores fysiske verden, men for virkelig at forstå, hvad der sker i denne verden, det er ikke nok bare at have mulighed for at se det – du er nødt til at have mulighed for at føle sig.
Det skal bemærkes, at mikroskopet er i stand til at observere den lille styrker, der allerede findes. Et eksempel kan tjene som mindst et atomic force mikroskop i stand til at scanne adfærd af atomer, men også til at manipulere med dem. Men den metode, som sådanne mikroskoper kan ikke bruges til at undersøge biologiske systemer.
Evnen til at måle biologiske kræfter, den lille skala, kræver det, at forskerne anvender ny tilgang. Derfor har en gruppe af eksperter fra Usa har udviklet sig fra et tin-oxid-fiber, som er 100 gange tyndere end et menneskehår. For at give fiber evnen til at “føle”, tin oxid er belagt med et tyndt lag af polymer, besat med guld-nanopartikler.
Hvordan det virker
Den metode til at bruge disse fibre er meget enkel. Alt hvad du behøver, er at lægge fiber i en opløsning, der indeholder celler eller bakterier. De optiske fibre, der udsender lys, der interagerer med nanopartikler af guld. Biologiske kræfter i kroppen, og de skaber lydbølger kolliderer med nanopartikler af guld, let at skubbe dem i en polymer shell. Du kan bruge denne værdi til at beregne niveauet af kraft, og mængden af lyd, og det skabte. Skaberne af den optiske fiber er tjekket sit arbejde efter observation af celler i væv af det bankende hjerte og flytning af flageller (kørsel kroppen) af bakterier.
“Med denne enhed var vi i stand til ikke blot at fange disse subtile Biosil og lyde, men også har brugt deres kvantitative vurdering. Dette værktøj er ideelt til at udføre nanomekaniske sensorer i høj opløsning,” — siger Cerboli.
Efter kalibrering af enheden var, at sådan en fiber, der kan være 10 gange mere følsomme end atomic force mikroskoper og er i stand til at bestemme den biologiske styrke med eksponering niveauer mindre end 160 lb (femtonewton), og lyden er mindre end 30 dB (decibel). Og dette, igen, er tusind gange mindre end det niveau, der kan opfattes af det menneskelige øre.
Eksperter bemærk, at når du bruger forskellige typer af polymer coatings kan udvide rækken af effektiviteten af deres fiber. For eksempel til måling af store kræfter, som det er muligt at bruge en mere holdbar polymer belægning, og til at bestemme den mindre kræfter med optisk fiber du kan bruge en meget blød belægning, som den samme hydrogel.
I fremtiden, forskerne planlægger at bruge den optiske nanofiber til at måle bioaktivitet og mekaniske opførsel af de enkelte celler. Dette vil gøre det muligt at øge det teknologiske muligheder og potentiale til at føre til dannelsen af meget følsomme biostatical.
Oprettet teknologi, der giver dig mulighed for at lytte til bakterier og celler
Nikolai Khizhnyak