Не за горами революционный сдвиг парадигмы, который изменит химический и биохимический синтез.
Научное сообщество предполагает использование мельчайших молекул в качестве основных элементов для создания объектов, подобно тому, как мы собираем вещи из механических компонентов. Однако проблема заключается в том, что молекулы невероятно малы, примерно в стомиллионную часть размера мяча для софтбола, и они беспорядочно перемещаются в жидкостях, что затрудняет контроль и манипулирование ими в единой форме.
Чтобы преодолеть это препятствие, «нанофлюидные устройства», которые могут перемещать молекулы через удивительно узкие каналы, размером примерно с одну миллионную соломинки, вызвали интерес как средства прямого контроля отдельных молекул в растворах.
Совместной исследовательской группе под руководством доцента Ян Сюй из Высшей школы инженерии Осакского столичного университета удалось регулировать поток отдельных молекул в растворе, открывая и закрывая наноклапан в нанофлюидном устройстве с помощью внешнего давления.
Поток одиночных молекул Cy3 в наноканале. Авторы и права: Ян Сюй, Столичный университет Осаки.
Исследовательская группа изготовила наножидкостное устройство с тонким гибким стеклянным листом сверху и пластиной из твердого стекла с небольшими структурами, образующими наноканалы и седла наноклапанов снизу. Применяя внешнее давление к гибкому стеклянному листу, чтобы открывать и закрывать клапан, им удалось напрямую управлять и контролировать поток отдельных молекул в растворе.
Они также обнаружили, что когда они захватили отдельные флуоресцентные молекулы в нанопространстве внутри клапана, флуоресценция отдельных молекул стала ярче. Это произошло потому, что из-за небольшого пространства одиночным молекулам было труднее беспорядочно перемещаться.
Профессор Сюй сказал, что «этот эффект усиления флуоресцентного сигнала может помочь в обнаружении очень небольших количеств патогенов для ранней диагностики таких заболеваний, как рак и болезнь Паркинсона, без необходимости использования дорогостоящего оборудования».
Результаты этого исследования могут стать важным шагом на пути к свободной сборке материалов с использованием отдельных молекул в качестве строительных блоков в растворе. Эта технология может быть полезна в различных областях, таких как разработка персонализированных лекарств от редких заболеваний и создание более совершенных дисплеев и аккумуляторов. Его применения безграничны.
«Мы решаем различные проблемы, предлагая и продвигая концепцию «Одномолекулярная регулируемая химия» (SMRC), где молекулы рассматриваются как строительные блоки, а все процессы, связанные с химическими и биохимическими реакциями в растворе, выполняются на одной молекуле. основа. Одномолекулярный клапан знаменует собой первый шаг к цели, которая однажды может революционизировать химию, биологию и материаловедение, а также трансформировать различные отрасли», — сказал профессор Сюй.
No comments:
Post a Comment