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.
Это прорыв: в России разработали революционное средство от рака
Сотрудниками Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН разработана и представлена инновационная методика лечения онкопатологий, основанная действии суспензии из наночастиц сывороточного альбумина. Данный белок присутствует в солидных объёмах в…
В пляжном песке найдены бактерии для ликвидации последствий разлива мазута
Группой специалистов РТУ МИРЭА обнаружены бактерии, способные оперативно устранить разливы мазута в Черном море, рассказали «Газете.Ru» в университете. Прошлой зимой произошло крушение танкеров в Чёрном море, что вызвало попадание в …
B&P: Найдено природное средство для лечения болезней печени
Хну во всем мире знают как натуральный краситель для волос и кожи. Но выясняется, что она может стать базовым компонентом для нового лекарства от фиброза печени. Исследователям из Осакского городского…
МО: за ночь над Россией сбили 17 украинских БПЛА
Силы ПВО за ночь сбили 17 украинских беспилотников над Калужской, Брянской областями и Московским регионом, сообщили в Минобороны России. "В период с 23:00 27 октября до 07:00 мск 28 октября…
Мирошник: в России за неделю от ударов ВСУ погибли 19 человек
Почти 20 жителей субъектов РФ, включая ребенка, за неделю погибли при атаках ВСУ, более 90 человек, в том числе 10 несовершеннолетних, получили ранения. Об этом ТАСС сообщил посол по особым…
Гладков: в Белгородской области от атак ВСУ в октябре пострадали 150 человек
Из-за атак Вооруженных сил Украины на территорию Белгородской области с начала октября пострадали 150 мирных жителей. Об этом сообщил губернатор региона Вячеслав Гладков в своем Telegram-канале. "Тяжелая обстановка продолжает складываться…
Польша предложила Украине повоевать еще и в Европе
Польша призвала ВСУ бить по российским объектам в Европе. С таким заявлением выступил премьер страны...
Янтарь возрастом 99 млн лет хранит самую раннюю из известных личинок комара
Новая окаменелость, заключённая в янтаре из региона Качин в Мьянме, представляет собой как первую ли...
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)".