Si les bactéries d’infecter une personne devrait essayer d’équiper pour la lutte contre les maladies d’autres micro-organismes. Mais, alors que les expériences génétiques dans ce domaine ne donnent pas un brillant résultat mai être mieux à prendre, et à construire artificiellement des bactéries, qui effectuera « ordres » de médecins? Il n’est pas clair qui est plus fantastique, mais aussi contrôler le robot de la taille de micro-organismes déjà en place et faire leurs premiers zaplyvy dans une boîte de Pétri.
Un certain nombre de bactéries, telles que bien connue Escherichia coli (E. coli), se déplacent habilement dans l’environnement avec l’aide de flagelles long, alambiqué comme un ressort. Flagelle, ils tournent à très grande vitesse dans une direction ou une autre, ce qui oblige l’organisme à la nage vers l’avant et se faire kuvyrki oui.
Les scientifiques n’ont pas une seule fois regarder avec plaisir, ce mécanisme naturel, un rêve de jouer dans un système artificiel. Les chercheurs de diverses institutions depuis longtemps exprimé la bonne idée que la « queue » mai être bien pour les pilotes de mikrobotov médical lancé dans le corps du patient. Mais d’abord un succès spectaculaire dans ce domaine a un groupe dirigé par le professeur Nelson Bradley (Bradley Nelson) de l’Institut fédéral suisse de technologie (ETH Zürich).
Récemment, Bradley et ses collègues ont réussi à construire la première «synthèse bactérienne flagellum » (Bacterial Artificial Flagella -- ABF) -- Education mikrometrovyh tailles. Oui, même la mettre à la « tête » -- un analogue de la bactérie. Plusieurs de ces produits, appelés «flottants mikrorobotami spirale » (Helical Natation micro), les expérimentateurs ont permis dans le liquide, en reproduisant la situation où le dispositif n’a pas besoin de se déplacer de façon aléatoire, mais dans une certaine direction donnée par un homme.
ABF a une longueur de 25 à 75 micromètres, que seuls un peu plus de la longueur de la flagelles de ces bactéries (5-25 microns). Représenter ces artificielle « queue » Formation d’une spirale plate ruban. Épaisseur des bandes est de 27-42 nm de large -- inférieure à 2 micromètres et le diamètre de la spirale -- environ 3 microns.
La tête du robot est constitué de trois couches minces: le chrome, le nickel et l’or. Il est nickel, un matériau magnétique, est responsable de la rotation de l’ensemble de « designer ». Les scientifiques ont demandé à mikrobotam champ magnétique, comme ils sont obligés de tourner et pivoter la tête de robots -- ils sont, et de flotter.
Par ailleurs, Nelson est connu de nous pour créer une intervention chirurgicale mikrobota -- d’un dispositif ressemblant à une flèche boussole miniature, contrôlée champ magnétique externe.
Mais un nouveau projet, il existe des différences importantes. Dans le premier cas (comme dans un certain nombre d’expériences similaires menées dans d’autres universités et instituts), les petites « sondes » sont directement poussés à les externe. Les chercheurs croient que de tels « mikromagnity vous pouvez le faire avec l’aide de l’extérieur des électro-aimants à porter à l’endroit voulu dans le corps à l’endroit où ils peuvent accomplir leur tâche. Par exemple, l’influence sur l’enflure ou le prolongement de l’athérosclérose navire.
Mais ABF, estime que la Suisse, vous permet de contrôler le robot mouvement des bactéries beaucoup plus de précision. Après tout, ici, le domaine extérieur ne conduit au mouvement de la queue, et il a poussé l’ensemble du robot.
Bradley équipe a développé des logiciels qui vous permettent de créer avec l’aide de quelques bobines de champ tournant configuration complexe. Ainsi, selon des commandes ABF peut aller et venir, monter et descendre, et le faire pivoter dans toutes les directions.
ABF vitesse maximale est de 20 micromètres par seconde, mais les auteurs sont convaincus que bientôt, il sera porté à 100. À titre de comparaison -- E. coli accélérer jusqu’à 30 microns / sec.
flagellum sur le spin des bactéries par les moteurs moléculaires intégrés dans la membrane des cellules. Ces étonnantes éducation taille nanométrique sont dues au mouvement de protons ou d’ions et la nature des analogues des roulements, des rotors et stators. Et cette différence de l’ABF -- il n’ya pas de pièces mobiles par rapport à l’autre, l’ensemble du mikrorobot dans son ensemble (avec des illustrations de sites et nanonet.go.jp evolutionoriented.wordpress.com).
Mais comment a pu créer la fine spirale?
Pour ce faire, les expérimentateurs vapor deposition méthode toujours appliqué sur un support, deux ou trois ultrathin couche d’un mélange d’indium, de gallium, l’arsenic et de chrome dans les proportions et la cohérence tout (il ya des variantes).
Avec l’aide de plusieurs phases successives de la photolithographie et gravure de la pièce crée un étroit ruban, ce qui est dans une spirale curl, dès qu’il se sépare du substrat. Lors de la fermeture de la interatomic égard: dans les différentes couches de treillis formé différents moléculaire, les scientifiques ont expliqué.
En fonction de l’épaisseur des couches et leur composition a changé les paramètres ABF. Nelson, explique: «On peut déterminer non seulement la taille de la spirale, mais même la direction de curling ruban, dont il fait ».
(Les détails de leurs réalisations à Nelson et co-auteurs décrits dans un article paru dans Applied Physics Letters.)
Créateurs de mikrorobotov flottant pensons qu’à l’avenir, de tels dispositifs seront en mesure de fournir des médicaments place au domicile de l’homme à l’intérieur de la lésion. Pour ce faire, cette méthode un avantage direct sur les faisant glisser tout capsules aimant. En effet, pour la circulation de l’ABF doit être très faible, même zone de sécurité (1-2 milliteslas).
Vous pouvez certainement faire un bon transport de marchandises et de cellules vivantes (nous l’avons vu ces expériences -- simple et plus complexe), mais il faudra compter sur leurs propres «vues», où vous voulez déplacer.
Autres options high-tech comme nanokapsul et nanobiozondov différence est que pour la livraison afin de répondre aux objectifs spécifiques, ils nanoparticules ou moléculaires complexes, une sorte de « touches » d’apprendre « verrous » sur la surface des cellules cibles. Helical Natation micro pas que ces «renseignements», et une garantie d’obtenir l’or est la capacité de contrôler aimant programme.
Certes, Nelson a déclaré: «Pour l’application de nouveaux éléments dans le corps humain, en premier lieu, vous avez besoin d’apprendre à ABF très précisément, le suivi de leur route sans surveillance optique, ainsi que la nécessité d’assurer leur localisation à tout moment. »
Pour réaliser cet effet, les auteurs du projet de réduire davantage la taille de leurs robots et d’augmenter leur vitesse, ainsi que les travaux sur le système de contrôle. Nelson est sûr -- la spirale de l’ABF peut être utilisée en médecine et en recherche fondamentale.
Les créateurs de micro-Helical Natation heureux que leur travail en tant que semblable à la bactérie. Les scientifiques n’ont pas besoin des milliards d’années à inventer une façon de déplacer les objets mikrometrovyh dans un milieu liquide -- pour les chercheurs n’ont Nature.
Les invités de l’Olympiade-2012, et les résidents de London, bénéficieront d’un voyage sur la brique tunnel sous la Tamise, qui à cette époque environ 170 ans. Au XIX siècle, il a été appelé la huitième merveille du monde. Un des ingénieurs modernes appellent cela un miracle de la technologie, parce que, sans une restauration de la galerie, cela est encore bien servir le peuple et ne s’exécute.