<<
>>

Микроскопический ротор из бактерий

Ученые из Японии заставили бактерии вращать микроскопический ротор, изготовленный из двуокиси кремния — материала, использующегося при изготовлении микрочипов в полупроводниковой промышленности.

«Теоретически мы знали, что “сил” у бактерий хватит для того, чтобы привести в движение простой механизм, но ведь нужно еще заставить ее это сделать, — говорит Ючи Хиратсука, профессор из Национального института промышленности и технологий Японии. — И поэтому мы были очень обрадованы, когда это удалось сделать в реальности, потому что трудно представить живой организм и механизм, работающие совместно».

В качестве мотора Хиратсука и его коллеги использовали бактерию Mycoplasma mobile, обычного паразита пресноводных рыб. Бактерия известна тем, что может передвигаться в жидкости.

На основе живого мотора ученые сконструировали микроструктуру, состоящую из шестеренки-ротора диаметром 20 мкм, находящейся в специфической полости, в которой, собственно, и находились бактерии. Теоретически, зацепившись за вращающийся ротор и подложку, бактерии должны были двигать его против часовой стрелки (рис. 6.3).


Однако для того, чтобы биологическая машина пришла в действие, необходимо было создать сцепление между бактерией и ротором. Этого достигли нанесением на ротор и систему каналов, в которых находились бактерии специфических белков, присоединяющихся к белкам бактерии. На ротор нанесли молекулы стрептавидина — антитела, которое хорошо соединяется с мембранными белками бактерии, а на систему каналов — молекулы фетуина, которые обеспечили «прилипание» бактерий к каналам.

Но даже для того, чтобы бактерии прилипали к маркерам, необходимо было генетически модифицировать бактерии-тягачи, для того чтобы на их мембранах появились необходимые маркеры.

Через несколько минут после «запуска» бактерий в канал скорость вращения шестеренки составила 1,5...2,6 об/мин. Энергию бактерии получают благодаря универсальным «батарейкам» всех живых организмов — молекулам АТФ. Ученые просто добавили в раствор определенное число этих молекул, что обеспечило бактерии энергией для выполнения работы.

«Мы планируем сделать на основе бактериального мотора микронасос microTAS, составную часть лаборатории-на-чипе, — поясняет Ючи. — А в перспективе мы хотим превратить бактериальный ротор в микроэлекгро- станцию, для того чтобы подавать электроэнергию к медицинским имплантам и другим устройствам».

Также не исключено, что бактерия-двигатель станет основой медицинской наноробототехники будущего.

<< | >>
Источник: П.П. Мальцев. Нанотехнологии. Наноматериалы.. 2008

Еще по теме Микроскопический ротор из бактерий:

  1. Микроскопический ротор из бактерий
  2. Англо-русский терминологический словарь по микро- и наносистемной технике