ปั๊มของนาโนบ็อตทำลายตัวแทนประสาท

Anonim

เมื่ออยู่ในอาณาเขตของนิยายวิทยาศาสตร์ "nanobots" จะใกล้ชิดกว่าที่เคยเป็นจริงด้วยการใช้งานที่เป็นไปได้ในด้านการแพทย์การผลิตหุ่นยนต์และ fluidics วันนี้นักวิทยาศาสตร์ได้รายงานความคืบหน้าในการพัฒนาเครื่องเล็ก ๆ: พวกเขาได้ผลิตปั๊มแบบนาโนบ์ที่ทำลายสารที่เป็นอันตรายต่อประสาทในขณะที่ใช้ยาแก้พิษในเวลาเดียวกัน

นักวิจัยจะนำเสนอผลของพวกเขาในวันนี้ที่งานประชุมและนิทรรศการแห่งชาติครั้งที่ 256 ของสมาคมเคมีอเมริกัน (ACS)

Ayusman Sen, Ph.D., ผู้วิจัยหลักของโครงการ, การศึกษานี้เกิดขึ้นจากการวิจัยทั่วไปที่มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิต nanobots จากเอนไซม์ "เรากำลังมองหาวิธีการแปลงพลังงานเคมีไปสู่การเคลื่อนไหว" เขากล่าว "เราใช้พลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาเพื่อทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของเอนไซม์"

เพื่อให้ nanobots ของเขาเสนและกลุ่มของเขาที่ The Pennsylvania State University ใช้เอนไซม์ที่พบในธรรมชาติ โปรตีนเหล่านี้เป็นตัวช่วยในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนสารตั้งต้น (วัตถุดิบ) ให้เป็นผลิตภัณฑ์

การตระหนักว่าเอนไซม์สามารถเคลื่อนที่ได้เมื่อกระตุ้นปฏิกิริยาคือการค้นพบที่ค่อนข้างใหม่ ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าโปรตีนเหล่านี้ล่องลอยไปตาม cytoplasm ของเซลล์โดยการแพร่กระจายแบบพาสซีฟพบสารตัวทำปฏิกิริยาและเอนไซม์อื่น ๆ โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับโอกาสมากกว่าหรือน้อยกว่า อย่างไรก็ตามเซนและคนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าเมื่อเอนไซม์เร่งปฏิกิริยา นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าการเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเอนไซม์เมื่อมีการเร่งปฏิกิริยา กลุ่มของ Sen ได้แสดงให้เห็นว่าโปรตีนเหล่านี้สามารถที่จะว่ายน้ำไปตามระดับของสารตั้งต้นได้สูงกว่า คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เอนไซม์เป็นวัสดุที่น่าสนใจในการพัฒนา nanobots

"ถ้าเราใช้เอนไซม์และยึดกับพื้นผิวเพื่อที่จะไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้และเราจะให้สารตั้งต้นของมันพวกมันจะสูบน้ำจากของเหลวที่อยู่รอบ ๆ ตัวมัน" นายเสนกล่าว "ดังนั้นพวกเขาจึงทำหน้าที่เป็นปั๊มน้ำขนาดเล็กที่สามารถใช้งานได้หลากหลาย" เขาตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องปั้มเหลวของ nanobots ในอัตราหลายไมโครลิตรหรือประมาณหนึ่งล้านลิตรต่อลิตร

เสนและเพื่อนร่วมงานของเขาทำ nanobots เพื่อต่อต้านฟอสฟอรัสที่เป็นชั้นของตัวแทนประสาท การสัมผัสสารเคมีเหล่านี้ในระหว่างการสู้รบทางทหารหรือการโจมตีของผู้ก่อการร้ายอาจทำให้เกิดความเสียหายทางระบบประสาทอย่างถาวรและในบางกรณีความตาย เอนไซม์ที่เรียกว่ากรด anhydrolase ฟอสฟอรัสสามารถทำลายตัวแทนประสาทเหล่านี้ นักวิจัยตรึงเอนไซม์นี้ไว้ในเจลที่มียาแก้พิษ การสัมผัสกับสารอลูมิเนียมฟอสเฟตจะกระตุ้นเอนไซม์ "เอนไซม์บีบอัดสารประกอบอินทรีย์ฟอสฟอรัสและทำลายมันและในขณะเดียวกันก็ปั๊มออกยาแก้พิษ" เสนกล่าว ที่สำคัญระบบไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกเพราะเอนไซม์เป็นเชื้อเพลิงโดยสารปฏิชีวนะออร์แกนฟอสเฟต

เครื่องสูบน้ำแบบนาโนบอตอาจได้รับการรวมไว้ในชุดป้องกันสำหรับทหารหรือหน่วยกู้ภัยรายแรก เขายังสำรวจแอพพลิเคชันสำหรับ nanobots ที่อิงจากเอนไซม์อื่น ๆ เช่นเครื่องสูบอินซูลินเพื่อรักษาโรคเบาหวานและระบบการจัดส่งยาด้วยเอนไซม์ Pennsylvania State University ได้ยื่นคำขอรับสิทธิบัตรเกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่ที่มีแนวโน้ม "ถ้าคุณต้องการให้ปั๊มที่จะสูบน้ำจำนวนมากของเหลวในวิธีที่แม่นยำมากนี้เป็นวิธีหนึ่งที่จะทำเช่นนั้น" เสนพูดว่า

menu
menu