人工纤毛模仿他们的生物同行

 作者:钦绷     |      日期:2017-12-02 15:09:01
Will Knight(图片来源:Charles Daghlian)(图片来源:Richard Superfine / NanoLetters)美国研究人员正在开发纳米级毛发状聚合物结构,可以帮助解释类似生物附属物(称为纤毛)在体内的功能纤毛是细胞附属物,在人体中执行许多不同的工作 - 从拾取耳内的声音到在肾脏中执行感觉功能在肺部内部,纤毛来回呼吸,通过呼吸系统推动粘液和潜在有害的空气传播颗粒通过这种方式,它们在保护疾病免受疾病侵害方面起着至关重但是这个过程的机制尚不清楚因此,美国北卡罗来纳大学教堂山分校的Richard Superfine及其同事正在开发合成纤毛,以精确了解其生物对应物在肺部的作用他们希望这项工作可以帮助其他研究人员更好地治疗影响呼吸系统的疾病,如囊性纤维化 Superfine的团队创建了与生物纤毛相同大小的柔性聚合物纳米棒阵列(长约10微米,宽约0.2微米),具有相似的物理特性通过将含有氧化铁纳米颗粒的液体聚二甲基硅氧烷倒入模具中来制备纳米棒然后化学蚀刻掉模具本身,留下数百个纳米棒从基板突出由于纳米棒含有氧化铁颗粒,因此可以通过磁力操作它们阵列下方的电磁铁用于弯曲和移动它们,而位于上方的显微镜监测运动研究人员使用计算机模拟来研究如何以磁性方式刺激纳米棒,使其以与肺纤维相似的方式移动 - 当单向移动时保持笔直,当移动另一方时保持卷曲 “我们认为最重要的贡献是我们对生物学的理解,”Superfine告诉“新科学家”杂志 “目前对于个体纤毛或纤毛领域如何移动液体的了解很少”下一步是使用粘性液体测试人工纤毛,模仿肺内粘液的行为 “这是一个不同的流体动力学问题,”Superfine说 Superfine表示,这项工作也可能有助于解释纤毛如何在其他生物环境中发挥作用,例如大脑内部和发育中的胚胎美国伊利诺伊大学的Chang Liu正在开发类似的人造毛发结构,但是为了感知目的而不是操纵,这项工作给人留下了深刻的印象然而,刘怀疑人造纤毛能够准确地模仿真实物品的表现还需要一段时间 “这绝对是非常有趣的,”他告诉“新科学家”,“但它需要很长时间才能成为一个功能齐全的设备 - 它总是如此”期刊参考:Nano Letters(DOI:10.1021 / nl1070190c)更多关于这些主题: