生物工具创建nerve-like聚合物网络
Crowdsurfing创建的马达蛋白可能的假体界面
使用一系列的生物机制,桑迪亚国家实验室研究人员创造了聚合物纳米管的联系,就像神经的结构,与许多out-thrust丝准备收集或发送电脉冲。
“这是第一个示范创建的天然蛋白质组装化学聚合物成复杂的结构,现代机械不能重复,“桑迪亚国家实验室研究员乔治·巴尚德说。
桑迪亚的同事沃利帕克斯顿说:“这是基础科学,但我们看到,一个可能性的方法,是用柔软的人造结构这样的痛苦与人体的神经结构。”
目前,刚性电极导致炎症是用来穿透神经组织试图与一个假肢,他解释说。相反,在未来的应用程序中,聚合物可以使用扩展神经网络,提供了一个温和的假体界面。
蛋白质像迪斯尼的魔法扫帚
创建的神经结构,无法实现正常的制造技术,开始通过改变驱动蛋白的行为——生物机器的马达蛋白中发现每一个人类细胞。这些微小的汽车通常携带材料从一个细胞到另一个的一部分,带着他们,在视频图形,用两条腿被描绘成一个垂直的身体。这些步伐以及蛋白质组成细胞的微管结构。汽车的目的性就像迷住的扫帚在迪斯尼的幻想曲,敏带着桶水到城堡的楼梯上。
桑迪亚国家实验室研究员George Bachand和沃利帕克斯顿在共焦显微镜照明第一生物分子机器组装复杂的聚合物结构。信贷:兰迪·蒙托亚
性质的机械,研究人员利用已知技术胶驱动蛋白的“肩膀”汽车玻璃衬底。这可以防止身体旅行,但上面的“腿”他们继续激烈的运动。这些通过微管上面,像一个观众crowdsurfing艺人抬起手。
在接下来的实验步骤,这些旅行蛋白微管,微米长,遇到较大的聚合物球,直径数十微米,插入的研究人员。
“在这一点上,我们要做的工作——kinesin-powered微管的结构和一些他们想做的工作领域,”帕克斯顿说。
微管,预涂一种粘性的物质,掐掉聚合物纳米管的范围,延长驱动蛋白汽车旅行。奶酪的过程类似于绳链延长是一块披萨从平底锅,帕克斯顿说。
随着纳米管延长和交联,形成结构复杂的足以让你想起晚上看到城市的灯光从一架飞机在高空。网络范围从数百微米到几十毫米总规模和组成的管直径30到50纳米。
在这些荧光显微镜图像,红色的图片,左边,只显示聚合物纳米管而绿色图像显示蛋白微管。因为聚合物微球比碳纳米管吸收更多的荧光染料,球体是光明的。每个中心的“节点”网络直径约20微米,和一些管超过100微米。礼貌:桑迪亚国家实验室
“我们的工作的一个目标是让一个人造的高度支化的神经结构,”巴尚德说。“下一步,我们可以连接在一起吗?答案是,发动机自然应该这样做。和两个这样的网络,连接在一起,就会自愈。汽车从未停止运行,直到他们耗尽燃料。神经分支断裂,然后一个发动机都可以产生一个新分支。”
量子点的插入也被证明是稳定的,这意味着光可以被用来携带信息通过结构以及电力。
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出版
巴尚德GDet al。聚合物纳米管网络的动态组装通过驱动蛋白微管丝。纳米级,2015年7月出版。doi: 10.1039 / C5NR00826C
