Штрихи из наномира заметят нитями опасных агентов
Штрих-коды, наподобие тех, что употребляются в магазинах для маркировки товаров, не так долго осталось ждать станут эргономичным средством идентификации угрожающих компонентов биологического оружия. Лишь метить ими будут не упаковки, а антитела к смертельно страшным заразам.
На данный момент, дабы выяснить наличие страшных агентов (таких, к примеру, как бактерия сибирской язвы, вирус оспы либо токсин ботулизма), нужно собрать из места вероятного заражения определённое количество органического материала, а по окончании в течении какого-либо времени культивировать его в лабораторных условиях.
Это создаёт множество неудобств, но таких недочётов лишена новая совокупность, которую внесли предложение учёные из коллектива во главе с биологом Джеффри Током (Jeffrey B.-H. Tok) из Ливерморской национальной лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory — LLNL).
Совокупность весьма маленькая, и трудится она просто мгновенно.
Снимки нескольких случаев кодирования информации посредством нанонитей Nanobarcodes (иллюстрация с сайта wiley-vch.de).
Состоит устройство из двух частей. Одна часть — нанонити толщиной всего около 250 нанометров и длиной 6 микрометров.
Вторая часть — это антитела: белки, каковые вырабатываются организмом в следствии иммунного ответа при вторжении различных страшных факторов, к примеру, белков либо бактерий.
Нанонити называющиеся Nanobarcodes (практически «наноштрихкоды») — это зарегистрированный продукт, производимый компанией Oxonica, которая занимается использованием и разработкой наноматериалов.
В последних опытах употреблялось чередование золотых и серебряных полос на никелевой нанонити.
Их ширина была однообразной, но в случае если её изменять, то возможно закодировать куда больше информации — как простым штрих-кодом (иллюстрация с сайта llnl.gov).
Эти нанонити создаются посредством электрохимических способов из никеля. На их поверхность нанесены узкие слои золотых и серебряных плёнок.
порядок и Ширина покрытий, в котором они находятся в течении нити, смогут быть разными.
Снимок из опыта по обнаружению патогенных факторов. Для фотографии подобрана такая частота, при которой отражательная свойство «шифрующих» покрытий сильно отличается, что делает более несложным распознавание кода (иллюстрация G. M. Dougherty, F. Y. S. Chuang, S. S. Pannu, K. A. Rose).
Мы уже как-то говорили вам о том, что штрих-коды смогут не так долго осталось ждать провалиться сквозь землю за ненадобностью, по крайней мере, напечатанные на бумаге.
Но в таковой наукоёмкой области, как нанотехнологии, от штрих-кода не отказываются. Напротив, он привёл к новому интересу: мысль Nanobarcodes именно в том, что, задавая разный рисунок на поверхности, нанонити возможно применять для записи информации.
Сам метод фиксирования по внешнему виду похож на штрих-код – из этого и наименование.
После этого нанонити с определённым «кодом» – последовательностью золотых и серебряных линий — посредством особых разработок прикрепляются к антителам (как это делается, учёные не уточняют).
Сообщение об применении наноштрихкодов стало «самой тёплой историей» германского издания «Прикладная химия» (Angewandte Chemie) (иллюстрация с сайта interscience.wiley.com).
«В итоге получается куча полосатых нанонитей с прикреплёнными к ним антителами, каждое из которых реагирует на определённый патогенный фактор», — поясняет Джеффри Ток.
Для идентификации патогенов миллионы таких нанонитей с антителами помещают в нейтральную жидкость. А для анализа достаточно опустить в неё пример с «подозреваемым» материалом.
В случае если в материале присутствует патоген, то он объединяется с антителом (к которому уже прикреплена штрихованная нанонить). Нанонити сделаны так, что наряду с этим контакте они начинают светиться в определённом диапазоне (с материалом о светящихся нанонитях имеете возможность заодно ознакомиться тут).
После этого производится фотосъёмка смеси, складывающаяся из двух этапов. На первом снимке фиксируется неспециализированный вид со всеми штрихкодами.
На протяжении второго снимка включается особое освещение, разрешающее заметить свечение антител, объединившихся с патогенами.
Джеффри Ток: «Аппаратура на базе этого способа возможно весьма компактной, и ей будет комфортно пользоваться в поле» (фото с сайта www-cms.llnl.gov).
Затем компьютер сопоставляет все снимки светящихся нитей на втором снимке со штрих-кодами на первом. Ну, а выявить штрих-код, сопоставив его с хранящимися в памяти примерами, не составит никакого труда.
Значительное преимущество данной совокупности, по словам Тока, содержится в том, что в смеси смогут находиться сходу пара таких нанодетекторов. На протяжении лабораторных опытов исследователи смогли удачно идентифицировать четыре патогена посредством соответствующих им антител и Nanobarcodes.
«Теоретически мы можем определить о состоянии много наноштрихкодов, каковые смогут поместиться в один снимок, — поведал учёный. — А именно поэтому анализ проводится весьма скоро».
Всё это делает таковой способ весьма эргономичным как в военных условиях, так и на протяжении вероятных эпидемий. Но, будем сохранять надежду, что таковой проверки не потребуется.
