Новости химической науки > Рассвет микромашин

Исследователи их Германии разработали новые микрореактивные устройства – микровоты, которые могут доставлять находящиеся в жидкости клетки к желаемому местоположению.

Управление наномашинами, транспортирующими биологические объекты, по организму до настоящего времени представляло собой непростую задачу. В группе Самуэля Санчеса (Samuel Sanchez) из Института Интеграции Нанонаук в Дрездене было показано, что с помощью магнита можно заставить микробота к определенной клетке организма, «принять ее на борт» и переместить эту клетку из пункта A в пункт B.

С помощью магнита можно заставить микробота к определенной клетке организма, «принять ее на борт» и переместить эту клетку из пункта A в пункт B. (Рисунок из Chem. Commun., 2011, DOI: 10.1039/c0cc04126b)

Исследователи подсмотрели идею того, как заставить нанобот в нужном направлении, у Матери Природы – они решили получить модель биологических «белковых двигателей» - жгутиков, которые приводят в движение определенные клетки, позволяя им перемещаться относительно независимо и кинезина – более сложного белка, локализованного в эукариотических клетках. Кинозин способствует перемещению клеток во время митоза и мейоза. Оба белка преобразуют энергию химического «топлива» в механическую энергию движения.

Первоначальное исследование показало, что разработанный в группе Санчеса микробот оказался способным транспортировать по жидкости ряд микрообъектов, как, например, коллоидные микрочастицы и нанопластинки металла. Исследователи также смогли понизить токсичность пероксидного топлива для микробота с помощью фермента каталазы, ответственного за разрушение пероксида и выделения пузырьков кислорода, способствующих движению микробота. На следующем этапе исследователи хотели продемонстрировать, что их микроботы могут переносить биологические материалы, как, например, клетки.

Чтобы справиться с этой задачей, исследователи создали небольшие устройства из полых трубок, изнутри покрытых тонким слоем платины. Движением таких устройств можно дистанционно управлять с помощью небольшого магнита, контролируемого обычным джойстиком. Микроботы могут быть направлены непосредственно к клеткам, находящимся в растворе, после чего клетка «захватывается» внутрь трубки и перемещается к месту назначения. Освободить клетку на «конечной остановке» можно за счет быстрого вращения магнита.

Мартин Пумера (Martin Pumera), эксперт по нанотехнологии и микрокапиллярным системам из Технологического Университета Наньянг (Сингапур) расценивает работу Санчеса как прорыв, открывающий новые возможности для биомедицины и биологической инеженерии.

Санчес надеется, что в будущем разработанные в его группе микроботы смогут решать такие биологические задачи, которые на настоящий момент даже сложно представить. Санчес бы хотел увидеть, как разработанные в его группе наноботы перемещаются внутри тел животных и людей, доставляя лекарства в нужные области, уничтожая опухолевые клетки и даже заменяя поврежденные клетки здоровыми.

Источник: Chem. Commun., 2011, DOI: 10.1039/c0cc04126b

метки статьи: #медицинская химия, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #химия поверхности