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.
Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных
Природа богата на разнообразие. Есть немало представителей животного мира, обладающих органами чувств, которых нет у человека. У людей их пять: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. А некоторые наши соседи…
Загадочные углубления на морском дне у берегов Антарктиды оказались гнездами рыб
Ученые использовали подводного робота для исследования вод вокруг Антарктиды, когда наткнулись на необычную картину: морское дно было усеяно сотнями загадочных углублений, похожих на ямочки. Поначалу исследователи были совершенно озадачены. Работая…
JAMA: Предложен новый способ раннего выявления болезней почек и сердца
Группа сотрудников медицинского центра NYU Langone Health выяснила, что значительное различие между концентрациями креатинина и цистатина С в крови может сигнализировать о повышенных рисках почечной недостаточности, сердечно-сосудистых болезней и даже…
МО: за ночь над регионами России сбили 37 украинских беспилотников
Силы ПВО за ночь сбили 37 украинских беспилотников над регионами России, сообщили в Минобороны России. В военном ведомстве сообщили, что в течение ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены "37…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 8 жителей России, еще 45 ранены
Восемь мирных жителей субъектов РФ за неделю погибли в результате ударов со стороны Вооруженных сил Украины, 45 человек, в том числе 6 несовершеннолетних, получили ранения. Как сообщил ТАСС посол по…
ФСБ сорвала попытку Киева угнать МиГ-31 с «Кинжалом» для провокации НАТО
ФСБ России сорвала операцию военной разведки Украины по угону российского истребителя МиГ-31 с гиперзвуковой ракетой "Кинжал" для провокации против крупнейшей авиабазы НАТО. ТАСС собрал основное о происшествии. Сотрудники украинской военной…
Трамп постепенно превращается в Байдена
Фотография президента США Дональда Трампа, якобы спящего прямо на рабочем месте, вызвала вал подозре...
Знание нескольких языков может стать оружием против разрушительной старости
Может ли изучение нескольких языков стать секретным оружием против разрушительного воздействия старо...
Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.
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)".