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.
Из ядра Земли вытекают материалы, запертые в нём с момента рождения планеты
Наша ранняя Земля была не особо привлекательна: расплавленный шар, покрытый глобальным океаном лавы, извергающий смертоносные газы и подвергающийся бомбардировкам пылающими космическими камнями, оставшимися после бурного и хаотичного рождения нашей Солнечной…
Глубоко под Мексиканским заливом произошел масштабный коллапс жизни
Под поверхностью Мексиканского залива жизнь вымирает. Менее чем за четыре года численность животных в том, что когда-то можно было назвать глубоководной экосистемой, сократилась на 60–85 процентов, что является явно неустойчивым…
Тысячи рукописных документов из архивов раскрывают масштабы потепления в Конго
Для богатых и политически стабильных стран задача ведения и оцифровки климатических данных представляет собой высокотехнологичное предприятие. Однако в Демократической Республике Конго (ДРК) ситуация иная. Большая часть климатических данных по бассейну…
МО: за ночь над регионами РФ сбили 149 украинских БПЛА
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ 149 украинских БПЛА самолетного типа. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными силами ПВО перехвачены…
Шуваев: в Белгородской области за сутки девять человек пострадали при атаках ВСУ
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области 115 раз за прошедшие сутки. В результате ранения получили девять мирных жителей, сообщил губернатор Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие сутки ВСУ 115…
Поражены места хранения крылатых ракет и дата-центр в Киеве. Удар ВС РФ по объектам на Украине
Российские войска в результате массированного удара ночью поразили на территории Украины предприятия военной промышленности, объекты хранения крылатых ракет и БПЛА, а также центр обработки данных. Об этом сообщили в Минобороны…
Почему Россия не верит в морское перемирие
Турция продолжает попытки выступить посредником между Россией и Украиной в вопросе безопасности судо...
Физики предлагают новое объяснение того, почему материя пережила Большой взрыв
Тяжелый нейтрино, который физики обычно игнорируют, возможно, на короткое время доминировал в ранней...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
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)".