Эти неуклюжие восьминогие существа, прозванные водяными медведями, имеют длину около половины миллиметра и могут выжить практически в любых условиях: при низких температурах, при почти полном голодании, при высоком давлении, при воздействии радиации, в открытом космосе и т. д. Исследователи, работающие в журнале Nano Letters, воспользовались практически неуязвимой природой тихоходок и нанесли этим созданиям крошечные «татуировки», чтобы протестировать технологию микропроизводства для создания микроскопических биосовместимых устройств.
«Благодаря этой технологии мы не просто создаем микротатуировки на тихоходках — мы распространяем эту возможность на различные живые организмы, включая бактерии», — объясняет соавтор исследования Дин Чжао.
Микропроизводство произвело революцию в электронике и фотонике, создав микро- и наномасштабные устройства, начиная от микропроцессоров и солнечных элементов и заканчивая биосенсорами, которые обнаруживают загрязнение пищевых продуктов или раковые клетки. Но эта технология также может продвинуть вперед медицину и биомедицинскую инженерию, если исследователи смогут адаптировать методы микропроизводства, чтобы сделать их совместимыми с биологической сферой.
Итак, Чжао, Минь Цю и коллеги использовали процесс, который вырезает узор электронным лучом на тонком слое льда, покрывающем живую ткань, называемый ледяной литографией, оставляя после себя рисунок, когда оставшийся лед сублимируется. И какое существо лучше подходит для заморозки, покрытия льдом, а затем воздействия электронного луча, чем почти неуязвимая тихоходка?
Команда перевела тихоходок в криптобиотическое состояние (своего рода полумертвое, анабиотическое состояние), медленно обезвоживая микроскопических животных. Затем исследователи поместили отдельную тихоходку на углеродно-композитную бумагу, охладили лист до температуры ниже -143°C и покрыли водяного медведя защитным слоем анизола — органического соединения, которое пахнет анисом. Замороженный анизол защищал поверхность тихоходки от сфокусированного электронного луча, пока она рисовала узор.
Под воздействием луча анизол вступил в реакцию и образовал новое биосовместимое химическое соединение, которое прилипло к поверхности тихоходки при более высоких температурах. Когда тихоходка нагрелась до комнатной температуры в вакууме, любой не прореагировавший замороженный анизол сублимировался и оставил после себя рисунок прореагировавшего анизола. Наконец, исследователи регидратировали и оживили тихоходку, которая затем щеголяла новой татуировкой.
Точность этой техники позволила команде создать множество микрорисунков: квадраты, точки и линии шириной до 72 нанометров и даже логотип университета. Около 40% тихоходок пережили процедуру, и исследователи говорят, что это можно улучшить с помощью дальнейшей тонкой настройки. Самое главное, что тихоходки, похоже, не возражали против своих новых татуировок: после регидратации они не показали никаких изменений в поведении. Эти результаты показывают, что эта техника может быть пригодна для печати микроэлектроники или датчиков на живой ткани.
Гэвин Кинг, исследователь, которому приписывают изобретение метода ледяной литографии, но который не принимал участия в этом исследовании, заключает: «Создание моделей живой материи — сложная задача, и этот прогресс предвещает появление нового поколения биоматериальных устройств и биофизических датчиков, которые ранее присутствовали только в научной фантастике».
Чжао и Цю надеются, что после этого первого шага их работа сможет способствовать таким достижениям, как создание микробных киборгов и других биомедицинских приложений в будущем.
Ученые выяснили, почему с возрастом скорость ходьбы снижается
Голеностопный сустав выполняет сразу две функции. Он поглощает вес при соприкосновении стопы с землей и толкает вперед перед следующим шагом – две задачи, которые отчасти работают друг против друга. На…
Изменение климата приводит к перераспределению солнечного света по всей планете
Солнечный свет питает жизнь на Земле. Он влияет на погоду, способствует росту растений, растапливает снег и лед, а также обеспечивает энергией солнечные электростанции по всему миру. Большинство людей считают, что…
Как человечество пережило извержение супервулкана Тоба 74 000 лет назад
Около 74 000 лет назад Земля пережила одно из самых разрушительных вулканических событий в своей недавней истории. Суперизвержение Тоба, эпицентр которого находился на территории современной Индонезии, выбросило в стратосферу более…
Повреждение объекта МНПЗ и 172 БПЛА. Последствия атаки ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 172 украинских беспилотника над российскими регионами, а также акваториями Азовского и Черного морей. Об этом сообщили в Минобороны РФ. Объект Московского нефтеперерабатывающего…
Мирошник: 29 человек, включая ребенка, погибли за неделю от ударов ВСУ, еще 225 были ранены
Порядка 30 мирных жителей, в том числе ребенок, погибли за неделю от ударов Вооруженных сил Украины, более 220 человек получили ранения. Об этом ТАСС сообщил посол по особым поручениям МИД…
ФСБ: в Ярославской области задержан мужчина, готовивший теракт на железной дороге
Сотрудники ФСБ задержали в Ярославской области мужчину, готовившего по заданию украинских спецслужб теракт на железной дороге. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе УФСБ России по региону. "Установлено, что гражданин по…
Европа готовится к переговорам с Россией, не желая договариваться
Одно из решений, которое может быть принято на предстоящих на этой неделе саммитах G7 и Евросоюза – ...
Ученые ИИМК РАН обнаружили в Херсонесе свинцовые погребальные урны с именами умерших
Специалисты Института истории материальной культуры в ходе работ на античном некрополе в Южном приго...
Работа - это такая вещь, которая мешает получать удовольствие от жизни, помогая получать удовольствие от жизни.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".