ด้วยวิวัฒนาการหลายพันล้านปี เซลล์จึงเชี่ยวชาญอย่างน่าทึ่งในการตรวจจับเชื้อโรคหรือสารเคมีที่เป็นพิษในสิ่งแวดล้อม ใช้ประโยชน์จากความสามารถในการเฝ้าระวังตามธรรมชาตินี้ นักวิจัยได้รวมส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์เข้ากับเซ็นเซอร์เพื่อดมกลิ่นสารเคมีและสารชีวภาพที่เป็นอันตรายของเหลวหมุนวน ภายในกริดทองคำนี้ คริสตัลเหลวสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ แต่ละอันมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 280 ไมครอน และหุ้มด้วยเยื่อลิพิด คริสตัลทำให้แสงโพลาไรซ์และเปลี่ยนจากสีเข้ม (ซ้าย) เป็นลักษณะคล้ายฟองสบู่หลากสี (ขวา) เมื่อสัมผัสกับโมเลกุลเป้าหมาย
แอ๊บบอตและหยาน-ยังลูก
นำโดยวิศวกรเคมี Nicholas L. Abbott จาก University of Wisconsin–Madison นักวิจัยวางชั้นของฟอสโฟลิปิด ซึ่งเป็นกรดไขมันที่ประกอบเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ไว้บนผลึกเหลว “สิ่งเหล่านี้เป็นผลึกเหลวแบบเดียวกับที่คุณพบในจอแสดงผลคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป” แอ๊บบอตกล่าว
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
ในรูปแบบการรับรู้แบบใหม่ ลิพิดจะเกาะตัวเองกับโมเลกุลคริสตัลเหลวรูปแท่ง ซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิวและปรากฏเป็นสีเข้ม เมื่อนักวิจัยให้เซ็นเซอร์สัมผัสกับกระแสน้ำที่มีโปรตีนที่จับกับไขมัน โมเลกุลของผลึกเหลวจะตอบสนองภายในไม่กี่วินาทีโดยเปลี่ยนไปเป็นแนวระนาบ เมื่อมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ คริสตัลจะส่งผ่านแสงโพลาไรซ์และดูสว่าง
Chad Mirkin นักเคมีจาก Northwestern University ในเมือง Evanston รัฐ Ill กล่าวว่า “นี่เป็นตัวอย่างที่สวยงามของการใช้วัสดุแปลกใหม่เพื่อสร้างสัญญาณ
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
ด้วยการเพิ่มตัวรับต่างๆ ให้กับไขมัน นักวิจัยสามารถปรับแต่งเซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับโมเลกุลเฉพาะได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อ Abbott และเพื่อนร่วมงานของเขาติดตัวรับที่เรียกว่าไบโอตินเข้ากับไขมัน เซ็นเซอร์จะตรวจพบโปรตีนจากแบคทีเรียที่จับกับไบโอติน นักวิจัยอธิบายผลลัพธ์ของพวกเขาในScience 19 ธันวาคม
ทีมงานของ Abbott ได้สร้างเซ็นเซอร์จากผลึกเหลวมาก่อน (SN: 8/18/01, p. 103: มีให้สำหรับสมาชิกที่Accelerators โหลดกระสุนใหม่: Crystals ) แต่เซ็นเซอร์เหล่านั้นไม่มีส่วนประกอบของเมมเบรน เมื่อจับกับโมเลกุลลิพิดของไหล ตัวรับสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระแทนที่จะจับจ้องอยู่ที่เดียว
Abbott กล่าวว่า “สิ่งนี้มีความสำคัญในการจับกับสิ่งต่างๆ เช่น ไวรัส” ซึ่งยึดติดกับตัวรับหลายตัวพร้อมกันบนผิวเซลล์ Abbott กล่าว ตัวรับเคลื่อนที่ในเซ็นเซอร์เทียมสามารถจัดระเบียบใหม่เพื่อผูกมัดเป้าหมายเฉพาะได้ เช่นเดียวกับที่ตัวรับในเซลล์ทำ
เนื่องจากเซ็นเซอร์ไม่ต้องการพลังงานไฟฟ้า แอ๊บบอตจึงมองเห็นเครือข่ายของอุปกรณ์ขนาดเหรียญสำหรับการตรวจสอบระยะยาวในภาคสนาม นักวิจัยสามารถฉายแสงเลเซอร์บนเซ็นเซอร์เพื่อกำหนดทิศทางของผลึกเหลว Abbott กล่าวว่า “คุณสามารถซักถามเซ็นเซอร์ได้จากระยะ 1,000 ฟุตบนพื้นดินหรือจากเฮลิคอปเตอร์”
แม้ว่าความไวของเซ็นเซอร์ใหม่จะยังไม่สูงเท่ากับเซ็นเซอร์อื่นที่กำลังพัฒนา แต่อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของเซ็นเซอร์รุ่นใหม่ที่มีราคาไม่แพงและซับซ้อน Mirkin กล่าว เซ็นเซอร์ที่มีอยู่ไม่เพียงพอในยุคใหม่ของความมั่นคงแห่งมาตุภูมินี้ เขากล่าวเสริม
ปัจจุบัน กลุ่มวิสคอนซินกำลังเพิ่มความไวของอุปกรณ์และมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับโมเลกุลที่เป็นอันตราย เช่น สารพิษจากอหิวาตกโรค สารเคมี และสารชีวสงคราม
credit : clarenceboddicker.com
offspringvideos.com
newsenseries.com
signalhillhikerphotography.com
jardinerianaranjo.com
3geekyguys.com
newamsterdammedia.com
platterivergolf.com
centennialsoccerclub.com
bellinghamboardsports.com
