Zmieniające kolor turmalinowe wektory Inspire Nowe detektory toksyn i zarodków

Okazuje się, że indyki są nie tylko świetne w sosie żurawinowym i sosie mięsnym. Naukowcy od dawna czerpią inspirację z natury, a skromne turkeyy z indyka to ich następna muza.

Indyki mogą zmienić kolor skóry na głowie z czerwonego na niebieski na biały, w zależności od tego, czy są spokojne, czy podekscytowane. Ta cecha jest tak charakterystyczna, że ​​w języku koreańskim zarabia się na indykach "ptak o siedmiu twarzach".

reklamaReklama

W nowym badaniu opublikowanym dzisiaj w Nature Communications, zespół badawczy z University of California w Berkeley, kierowany przez Seung-Wuk Lee, wyjaśnia, w jaki sposób opracowali syntetyczny czujnik toksyn oparty na technice zmiany koloru indyka.

Happy Turkey, Angry Turkey

Głowa indyka jest zwykle jasnoczerwona, kolor spowodowany widocznymi naczyniami krwionośnymi leżącymi bezpośrednio pod skórą. Naczynia krwionośne są otoczone długimi pasmami tkanki łącznej zwanej kolagenem, która jest jednym z podstawowych elementów budulcowych życia zwierzęcego. Kiedy indyk ulega fluoryzacji, naczynia krwionośne kurczą się, eksponując więcej pasaży kolagenu.

Dowiedz się, jak światło słoneczne uszkadza kolagen twojej skóry »

Reklama

Zmienia to sposób, w jaki przychodzące światło rozprasza się i odbija od skóry indyka, powodując, że wydaje się ona niebieska lub biała. Jest to ten sam efekt rozpraszania, który sprawia, że ​​niebo wydaje się niebieskie, a zachody żółte lub czerwone. Jest to również powód, dla którego naczynia krwionośne wydają się niebieskie pod bladą skórą, nawet jeśli krew w nich jest czerwona.

"Jeśli uda nam się zbudować podobną strukturę i wykorzystać uzyskaną strukturę do wykrywania informacji chemicznych lub środowiskowych, może to być świetny czujnik koloru, który możemy z łatwością wykorzystać w naszym codziennym życiu", powiedział Lee, profesor nadzwyczajny w dziedzinie bioinżynierii w Berkeley w wywiadzie dla Healthline.

ReklamaReklama

Wirusowa tęcza

Aby stworzyć swój czujnik, zespół Lee potrzebował własnego bloku konstrukcyjnego. Wybrali wirusa M13, który może przykleić się do siebie w prosty, powtarzający się wzór, który tworzy włókna. "Wirus M13 ma fizyczny kształt podobny do naturalnej budulca i może z łatwością wytwarzać identyczne kopie" - wyjaśnia Lee.

Okazuje się, że te włókna mają właściwości podobne do kolagenu. Mogą się rozszerzać lub kurczyć, aby zmienić kolor, zmieniając kolor z niebieskiego na zielony, z żółtego na czerwony. Na szczęście, włókna w naturalny sposób reagują na szereg chemicznych oparów, w tym wodę i alkohol.

"Zmiana barwy jest tak oczywista dla chemikaliów wysokoparowych, że możemy łatwo wykryć zmiany koloru nawet gołym okiem", powiedział Lee.

Przeczytaj o nowym czujniku, który ekranuje twoją krew dla narkotyków w czasie rzeczywistym »

Zespół Lee opracował aplikację na smartfona o nazwie iColour Sensor, która używa kamery telefonicznej do odczytywania zmian kolorów i wykrywania ilości mierzonej substancji chemicznej jest obecny w powietrzu.

ReklamaReklama

Czujnik nie ogranicza się tylko do wody i alkoholu. Aby wykazać elastyczność swojego wynalazku, zespół Lee bioinżynierii wirusa M13 zawiera miejsce, które jest wrażliwe na chemiczny wybuchowy TNT. Po wystawieniu na działanie oparów TNT włókna szybko się rozszerzają, zmieniając kolor z ciemnoniebieskiego na żółty lub czerwony.

Test był również dość selektywny - zespół przetestował test wrażliwości TNT na dwie powiązane, ale niewybuchowe chemikalia, DNT i MNT. Czujnik iColour mógł łatwo odróżnić niebezpieczną substancję chemiczną od tej nieszkodliwej.

Mimo że test nie jest wystarczająco czuły, by mógł być przydatny w wykrywaniu TNT na polu wojskowym, Lee jest przekonany, że jest to dobry test sprawdzający koncepcję. Mówi, że włókna wirusowe mogłyby potencjalnie zostać poddane bioinżynierii, aby zawierały miejsca wrażliwe na dowolną liczbę toksyn i drobnoustrojów.

Reklama

Lepsza detekcja

Detektory chemiczne oznaczone kolorami są łatwiejsze i szybsze do odczytania niż czujniki, które wyświetlają tylko odczyt numeryczny. Większość detektorów chemicznych jest również kosztowna w produkcji i jest wrażliwa tylko na niewielką liczbę chemikaliów. Technologia Lee jest tania, szybkodziałająca i może być dostosowana do prawie każdej substancji chemicznej.

I mamy indyki, którym dziękujemy.

ReklamaReklama

"Natura stanowi bogate źródło inspiracji" - powiedział Lee. "Wszystkie naturalne produkty, które widzimy, są przykładem [nagradzanych adaptacji] dla danego środowiska. Tylko ułamek z nich jest odkrywany i wykorzystywany do celów naukowych i inżynieryjnych. Istnieje wiele niezwykłych struktur i zjawisk, które wciąż czekają na odkrycie. "

Przeczytaj więcej: Złoty koktajl z DNA może szybko wykryć malarię i inne choroby»