• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.02.2023, 11:42
Сергей Васильев
5,1 тыс

Ученые «вырастили» электроды внутри рыбы

❋ 5.3

Биологи и химики из Швеции продемонстрировали гель, содержащий белки для формирования гибких, проводящих электричество структур. Процесс сборки запускается после инъекции такого коктейля в организм, и электроды «вырастают» уже внутри живой ткани.

©Thor Balkhed, Linköping University / Автор: Татьяна Соловьёва

Безопасная интеграция электроники с организмом — это ключ к проведению многих важных биологических исследований, созданию новых методов лечения болезней и новых поколений интерфейсов «мозг — машина». Однако это непростая задача, особенно при использовании современной микроэлектроники, которая опирается на жесткие структуры из кремния и металлических проводников. Соединить их с подвижной живой тканью исключительно сложно.

Поэтому ученые из шведского Линчёпингского университета пошли другим путем и обратились к использованию гибких, биосовместимых проводящих материалов. Такие электроды не изготавливают заранее, чтобы затем имплантировать их в организм. Вместо этого их инъецируют в виде геля, который содержит все нужные компоненты, а уже оказавшись в нужной ткани, они собираются в работающие проводники. Технологию с успехом испытали на червях и рыбах. Об этом Магнус Бергген (Magnus Berggren) и его коллеги сообщили в статье, опубликованной в журнале Science.

Приготовленный учеными гель содержит белки, способные собираться в проводящие электричество структуры. Кроме того, в нем имеются ферменты-оксидазы, превращающие сахара (глюкозу или лактозу) в пероксид водорода, а также перкосидаза, которая утилизирует этот пероксид и выступает катализатором самосборки полимерных электродов. Таким образом, процесс не требует введения дополнительных химических веществ или подачи заряда: он запускается в присутствии сахаров, которые есть в любом живом организме. Готовые структуры приобретают синий цвет, позволяющий отследить их формирование.

Электроды в хвосте рыбки данио / ©Xenofon Strakosas

Работоспособность такого геля ученые показали, инъецировав его в разные участки тела рыбок данио-рерио — в сердце, мозг и хвостовой плавник. Реагируя на сахара, присутствующие в живой ткани, белки быстро образовали проводящие структуры, которые были хорошо видны внутри полупрозрачного тела. При этом авторы не заметили никаких побочных эффектов и даже признаков того, что процедура была болезненной. Дополнительные эксперименты провели на пиявках, которых после той же процедуры рассекали, чтобы подавать заряд на белковые электроды. Работа показала, что они эффективно проводят ток и могут стимулировать мускулы червей, вызывая их сокращения.

Теперь авторам предстоит продемонстрировать, что такие проводники остаются стабильными в течение достаточно долгого времени и не теряют своих свойств. Кроме того, исследователи планируют модифицировать состав геля, чтобы самосборка белков запускалась не просто сахарами, а более специфическими маркерами, характерными для разных тканей. Благодаря этому проводники смогут формироваться точно в нужной части организма.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 ноября, 11:05
Игорь Байдов

Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.

26 ноября, 12:39
Игорь Байдов

Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.

26 ноября, 13:12
Александр Березин

Гамма-излучение, зафиксированное гамма-телескопом «Ферми», по мнению исследователя, может объясняться только распадом вимпов, частиц темной материи, в существовании которых множество других физиков уже разуверились. Если независимые проверки подтвердят открытие, это может существенно изменить космологическую картину мира.

21 ноября, 10:02
ПНИПУ

Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.

26 ноября, 16:18
ФизТех

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

26 ноября, 17:00
Курчатовский институт

Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.

20 ноября, 13:12
Полина Меньшова

Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно