Исследователи из Университета Монреаля (Université de Montréal) создали программируемый термометр, который в 20 000 раз меньше человеческого волоса. Это открытие было опубликовано в научном журнале Nano Letters. Такой термометр может помочь в разработке природных и человеческих нанотехнологий, позволяя измерять температуру на наноуровне.
Более 60 лет назад исследователи обнаружили, что молекулы ДНК, которые кодируют нашу генетическую информацию, могут разворачиваться при нагревании.
«В последние годы биохимики обнаружили, что биомолекулы, такие как белки или РНК (молекула, подобная ДНК), используются в качестве нанотермометров в живых организмах», — говорит автор исследования профессор Алексис Валли-Белизл (Alexis Vallée-Bélisle). «Вдохновленные этим, мы создали различные структуры ДНК, которые могут складываться и раскладываться при определенных температурах».
Одним из основных преимуществ использования ДНК для конструирования молекулярных термометров является то, что химический состав ДНК является относительно простым и программируемым.
«ДНК состоит из четырех различных молекул мономера, называемых нуклеотидами: нуклеотид А слабо связывает нуклеотид T, в то время как нуклеотид С прочно связывается с нуклеотидом G», — объясняет Дэвид Гарей (David Gareau), соавтор исследования. «Используя эти простые правила проектирования, мы способны создавать структуры ДНК, которые можно складывать и раскладывать при необходимой температуре».
Ученые создали термометры шириной в 5 нм, которые легко обнаруживают сигнал в зависимости от температуры. Эти наноразмерные термометры открывают много интересных путей в новой области нанотехнологий и помогут лучше понять молекулярную биологию.
«Существуют еще много нерешенных вопросов в биологии», — добавляет профессор Валли-Белизл. «К примеру, мы знаем, что температура внутри человеческого тела поддерживается на уровне 37°С, но мы не имеем ни малейшего понятия, происходят ли изменения температуры внутри каждой отдельной клетки».
Один из вопросов, которые изучают ученые, — это определить, могут ли наномашины, разработанные природой на протяжении миллионов лет эволюции, перегреться при функционировании на высокой скорости.
«В ближайшее время мы предположили, что эти нанотермометры могут реализоваться в электронных устройствах, для того чтобы контролировать изменение местной температуры на наноуровне», — заключает профессор Валли-Белизл.
Авторы другого исследования уже в клинической практике используют пластырь вместо термометра и пульсометра.
Подробнее в научной статье:
Gareau D., Desrosiers A. L. T., Vallée-Bélisle A. Programmable, quantitative, DNA nanothermometers //Nano Letters. – 2016.
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.