Първата по рода си наномащабна „татуировка“ се прикрепя към отделни клетки

Изследователите са създали наномащабен електронен сензор за „татуировка“, който може да се прикрепи към жива индивидуална клетка, без да я повреди. Революционната разработка може да се използва за наблюдение на здравето на клетките и ни поставя една стъпка по-близо до постигането на скок в диагностиката на болестта.

Изследователи от университета Джон Хопкинс изградиха малките сензори за татуировки от златни наномодели поради високата проводимост на елемента и способността му да предотвратява загубата и изкривяването на сигнала. Тяхната цел беше да преодолеят пропастта между живите клетки и конвенционалните сензори и електронни материали.

„Ако си представите накъде отива всичко това в бъдеще, бихме искали да имаме сензори за дистанционно наблюдение и контрол на състоянието на отделните клетки и околната среда около тези клетки в реално време“, каза Дейвид Грасиас, съответен автор на изследването . „Ако имахме технологии за проследяване на здравето на изолираните клетки, може би бихме могли да диагностицираме и лекуваме заболявания много по-рано и да не чакаме, докато целият орган бъде повреден.“

Прикрепянето на електронна татуировка към нещо толкова малко като човешка клетка е предизвикателство, не само поради размера на клетките, но защото структурата трябва да бъде достатъчно гъвкава, за да се оформи към извитата повърхност на клетката, трябва да остане прикрепена и да не може да се повреди клетката.

„Говорим за поставяне на нещо като електронна татуировка върху жив обект, 10 пъти по-малък от главата на карфица“, каза Грасиас. „Това е първата стъпка към прикрепването на сензори и електроника към живи клетки.“

Златните наноточки и наножици бяха положени върху силиконова пластина, преди да бъдат прехвърлени в биосъвместим алгинатен хидрогел, който изследователите прикрепиха към мозъчна тъкан на плъх и клетъчни листове, състоящи се от един слой живи миши фибробластни клетки – тези клетки правят съединителна тъкан, която поддържа и свързва други тъкани и органи в тялото. Наноструктурите се приспособяват към формата на клетките и остават прикрепени в продължение на 16 часа, дори когато клетките се движат, и – което е важно – не увреждат клетката.

„Показахме, че можем да прикрепим сложни наномодели към живи клетки, като същевременно гарантираме, че клетката няма да умре“, каза Грасиас. „Много важен резултат е, че клетките могат да живеят и да се движат с татуировките, защото често има значителна несъвместимост между живите клетки и методите, които инженерите използват за производството на електроника.“

В допълнение към ранното откриване на болести, изследователите предвиждат много приложения за тяхната новоразработена технология, включително създаване на биохибридни материали, бионични устройства и биосензори. Те планират да се опитат да създадат по-сложни нановериги, които могат да останат прикрепени по-дълго и да експериментират с различни видове клетки.

Изследването е публикувано в сп Нано букви.

източник: Университет Джон Хопкинс