Nanobot pompaları sinir ajanlarını yok eder

Tork Konvertörü Nedir? Nasıl Çalışır? | Çalışma Prensibi (Haziran 2019).

Anonim

Bir kez bilim kurgu topraklarında, "nanobotlar" tıp, üretim, robotik ve akışkanlar gibi olası uygulamalarla, bir gerçeklik haline gelmek için her zamankinden daha yakındır. Günümüzde bilim adamları, küçük makinelerin geliştirilmesindeki ilerlemeyi rapor ediyorlar: Aynı anda bir panzehir uygularken, sinir ajanlarını yok eden nanobot pompaları yaptılar.

Araştırmacılar bugün sonuçlarını Amerikan Kimya Derneği'nin (ACS) 256. Ulusal Toplantısı ve Fuarında sunacaklar.

Projenin ana araştırmacısı olan Dr. Ayusman Sen'e göre, bu çalışma nanobotların enzimlerden yapılmasını amaçlayan daha genel araştırmalardan kaynaklandı. “Kimyasal enerjinin harekete nasıl dönüştürüleceğine bakıyorduk” diyor. "Enzimlerin hareketine neden olmak için katalitik reaksiyonlardan üretilen enerjiyi alıyoruz."

Nanobotlarını yapmak için, Sen ve grubu Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde doğada bulunan enzimleri kullandı. Bunlar, belirli kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesine yardımcı olan, bir reaktifi (hammadde) bir ürüne dönüştüren proteinlerdir.

Bir reaksiyonu katalize ederken enzimlerin hareket edebileceğinin anlaşılması nispeten yeni bir keşiftir. Daha önce, bilim adamları, bu proteinlerin pasif difüzyonla hücre sitoplazmasında sürüklendiğini, reaktantlarla ve diğer enzimlerle daha az rastlantısal etkileşim ile karşılaştıklarını düşünmüşlerdir. Ancak, Sen ve diğerleri son zamanlarda enzimlerin bir reaksiyonu katalize ettikleri zaman hareket ettiklerini göstermiştir. Araştırmacılar hala bu hareketin nasıl gerçekleştiğinden emin değiller ama muhtemelen kataliz üzerinde enzim şeklindeki bir değişikliği içerir. Sen'in grubu, bu proteinlerin daha yüksek seviyedeki reaktanlara doğru bir yol boyunca bile yüzebildiğini göstermiştir. Bu özellikler, enzimleri nanobot geliştirmek için çekici bir malzeme haline getirir.

Şen, “Eğer enzimleri alıp bir yüzeye tuttururuz, böylece hareket edemezler ve onlara tepki veririz, onları çevreleyen sıvıyı pompalamaya başlarlar” diyor. "Böylece çeşitli uygulamalar için kullanılabilecek minyatür akışkan pompaları gibi davranıyorlar." Nanobotların sıvıyı birkaç mikrolitre veya litreden milyon litreye varan oranda pompaladığını belirtiyor.

Sen ve arkadaşları, sinir ajanlarının bir sınıfı olan organofosfatları nötralize etmek için nanobotlar yaptılar. Askeri muharebe veya terör saldırıları sırasında bu kimyasallara maruz kalmak, kalıcı nörolojik hasara ve bazı durumlarda ölüme neden olabilir. Organofosfor asit anhidrolaz olarak adlandırılan bir enzim, bu sinir ajanlarını yok edebilir. Araştırmacılar bu enzimi bir panzehir içeren bir jel üzerinde hareketsiz kıldılar. Organofosfatlara maruz kalmak enzimi aktive eder. Şen, "Enzim aktif olarak organosfosfat bileşiğine pompalar ve onu yok eder ve aynı zamanda bir panzehir çıkarır" diyor. En önemlisi, enzim organofosfat reaktanı tarafından beslendiğinden, sistem harici bir güç kaynağı gerektirmez.

Sen, nanobot pompalarının bir gün askeri veya ilk müdahaleci için koruyucu kıyafetler içine dahil edilebileceğini söylüyor. Ayrıca, diğer enzimlere dayanan nanobotların, örneğin diyabeti tedavi etmek için bir insülin-pompalama cihazını ve bir enzim ile güçlendirilmiş ilaç verme sistemini de içeren uygulamaları araştırmaktadır. Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, gelecek vaat eden yeni teknolojiye patent başvurusunda bulundu. Şen, “Çok az miktarda sıvıyı çok hassas bir şekilde pompalayacak pompalar yapmak istiyorsanız, bunu yapmanın bir yolu budur” diyor.

menu
menu