Search
ננו-רובוטים המופעלים באמצעות אוריאה מפחיתים גידולי שלפוחית ​​השתן ב-90% בעכברים

טכניקת SRPFM חדשנית מאפשרת מדידת כוח רגיש במיוחד בננוזלים

מחקר פורץ דרך חשף דרך חדשה למדוד כוחות זעירים להפליא בקנה מידה ננו במים, דוחף את הגבולות של מה שמדענים יודעים על העולם המיקרוסקופי.

ההתקדמות המשמעותית בננוטכנולוגיה הושגה על ידי חוקרים מאוניברסיטת Beihang בסין עם אוניברסיטת RMIT ומוסדות מובילים אחרים, כולל האוניברסיטה הלאומית האוסטרלית והאוניברסיטה לטכנולוגיה סידני.

הטכניקה החדשה, הכוללת מיקרוסקופ כוח פוטוני בעל פתרון סופר-פזרי (SRPFM), מסוגלת לזהות כוחות במים קטנים כמו 108.2 אטונווטונים – קנה מידה כה קטן עד שהוא משתווה למדידת משקל של וירוס.

חוקר ראשי מאוניברסיטת בייהאנג, פרופסור פאן וואנג, אמר שהמפתח למדידה רגישה במיוחד זו טמון בשימוש בננו-חלקיקים מסוממים בלנתניד, הכלואים בפינצטה אופטית, המשמשים לאחר מכן לחקור את הכוחות הזעירים הפועלים בתוך מערכות ביולוגיות.

הבנת הכוחות הזעירים הללו חיונית לחקר התהליכים הביומכניים, שהם בסיסיים לפעולתם של תאים חיים.

עד כה, מדידת כוחות קטנים כל כך בדיוק רב בסביבה נוזלית הייתה אתגר משמעותי בגלל גורמים כמו חימום בדיקה ובעיות אות חלשות".

פאן וואנג, פרופסור, אוניברסיטת בייהאנג

טכניקת SRPFM שפותחה על ידי וואנג וצוותו נותנת מענה לאתגרים אלה על ידי שימוש בננוטכנולוגיה וטכניקות חישוביות מתקדמות.

על ידי מינוף לוקליזציה של רזולוציית-על המועצמת ברשת עצבית, הצוות מסוגל למדוד במדויק כיצד הננו-חלקיקים נעקרים על ידי כוחות זעירים בתוך תווך נוזלי.

המחבר הראשון של המחקר מאוניברסיטת RMIT, ד"ר ליי דינג, אמר שהחידוש הזה לא רק משפר את הרזולוציה והרגישות של מדידות כוח אלא גם ממזער את האנרגיה הנדרשת כדי ללכוד את הננו-חלקיקים, ובכך מפחית את הנזק הפוטנציאלי לדגימות ביולוגיות.

"השיטה שלנו יכולה לזהות כוחות עד 1.8 פמטוניוטונים לשורש ריבועי של רוחב הפס, שהוא קרוב לגבול התיאורטי שנכפה על ידי רעש תרמי", אמר דינג.

ההשלכות של מחקר זה הן עצומות, הוסיף ד"ר שוכן שאן, מחבר ראשון מאוניברסיטת Beihang

"על ידי מתן כלי חדש למדידת אירועים ביולוגיים ברמה המולקולרית, טכניקה זו יכולה לחולל מהפכה בהבנתנו של שורה של תופעות ביולוגיות ופיזיות", אמר שאן.

זה כולל הכל, החל מהאופן שבו חלבונים מתפקדים בתוך תאים אנושיים ועד לשיטות חדשות לאיתור מחלות בשלב מוקדם.

המחקר גם חקר את היישום של טכנולוגיה זו במדידת כוחות אלקטרופורזה הפועלים על ננו-חלקיקים בודדים ואת כוחות האינטראקציה בין מולקולת DNA וממשקים, חיוניים לפיתוח טכניקות הנדסה ביו-רפואית מתקדמות.

ממצאי הצוות לא רק סוללים את הדרך לתגליות מדעיות חדשות אלא יש להם גם יישומים פוטנציאליים בפיתוח כלים ננוטכנולוגיים חדשים ושיפור הרגישות של אבחון ביו-רפואי.

דילוג לתוכן