Наноэлектронный транзистор смог управлять порой в клеточной мембране
Благодаря последним достижениям в области нанотехнологий имеется все предпосылки вычислять, что в будущем электронные устройства возможно будет тесно интегрировать в живые биосистемы.
Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory) смогли создать эластичную гибридную наноэлектронную платформу на базе нанострун, покрытых липидами. Это – прямой ход к появлению прототипов биологически совместимой электроники.
Биосистемы живых организмов значительно сложнее электронных устройств, созданных человеком. На поверхности простой клетки находятся тысячи рецепторов, ионных насосов и каналов, осуществляющих контроль поступающие в и выходящие из клетки вещества лучше современных компьютеров.
Интеграция же электронных компонентов в бионику клетки выполнить весьма сложно из-за неосуществимости наладить полноценную биологическую совместимость нанопроводов и тканей. Это неприятность всех современных имплантов – их работа в людской организме связана с долгим контактом с живыми тканями.
Рис. 1. Нантранзистор (серым), закрывающий и открывающий нанопору из молекул аламетицина (розовым) в составе двухслойной мембраны (голубым)
Александр Ной (Aleksandr Noy) и его сотрудники перевоплотили липидные двухслойные мемебраны в полноценное наноэлектронное устройство. Мембрана представляет собой двойной слой молекул липидов, большая часть из которых представляет собой так именуемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены вовнутрь, а гидрофильные — наружу.
Мембраны — структуры инвариабельные, очень сходные у различных организмов. Толщина мембраны образовывает 7–8 нм.
Мембраны кроме этого являются «домом» для громадного количества протеиновых автомобилей, расположенных на их поверхности.
Ученые же решили покрыть часть нанонитей липидами, что разрешило интегрировать кремниевый нанотранзистор на тех же нитях в состав двуслойной мембраны. Так его коллеги и Александр планируют следить за молекулярным транспортом белков через мембрану, перевоплотив нанотранзистор в химический сенсор.
Более того – ученые смогли открывать и закрывать нанопору мембраны, находящуюся около нанотранзистора, подав на него напряжение. Это – одно из самых весомых его коллег и достижений Александра. В полной мере быть может, что в недалеком будущем эта разработка поменяет биомедицинскую индустрию и внесет большое количество новшеств в производство имплантов.
О итогах собственных изучений ученые сообщили в выпуске PNAS от 10 августа.
Свидиненко Юрий