In den vielleicht beeindruckendsten Nachrichten dieser Woche haben Forscher konstruiert eine magnetische Pinzette, mit der eine Perle im Nanomaßstab in einer menschlichen Zelle platziert werden kann. Die Entwicklung ist Teil der Arbeit von Yu Sun, Ingenieurprofessor an der Universität von Toronto.
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Untersuchung lebender Zellen
Sun und sein Team haben Roboter gebaut, die einzelne Zellen sowohl manipulieren als auch messen können. Jetzt wollen sie ihre Arbeit noch einen Schritt weiter gehen.
"Bisher hat unser Roboter außerhalb eines Gebäudes erforscht, die Mauer berührt und versucht herauszufinden, was im Inneren vor sich geht", sagte Sun. "Wir wollten einen Roboter im Gebäude einsetzen und alle Räume und Räume untersuchenStrukturen. "
Im Wesentlichen möchten die Forscher lebende Zellen untersuchen. Dazu benötigen sie eine fortschrittlichere Technologie. "Optische Pinzetten - die Laser zur Untersuchung von Zellen verwenden - sind ein beliebter Ansatz", sagte Xian Wang, der Doktorandwer hat die Forschung durchgeführt.
Wang entwarf ein neuartiges System, mit dem eine magnetische Eisenperle mit einem Durchmesser von etwa 700 Nanometern mit großer Präzision in einer Zelle platziert werden kann. Wang steuert die Perle dann über einen computergenerierten Algorithmus.
"Wir können die Position bis auf ein paar hundert Nanometer unterhalb der Brownschen Bewegungsgrenze steuern", sagte Wang. "Wir können Kräfte ausüben, die um eine Größenordnung höher sind, als dies mit Lasern möglich wäre."
Untersuchung von Krebszellen
Wenn Sie sich fragen, welche Anwendungen für ein derart winziges Robotersystem gelten, haben Sun und sein Team damit Blasenkrebszellen untersucht. Sie haben Zellkerne in intakten Zellen effektiv gemessen.
Sie fanden heraus, dass der Kern nicht in alle Richtungen gleich steif ist. "Es ist ein bisschen wie ein Fußball in seiner Form - mechanisch ist es entlang einer Achse steifer als auf der anderen", sagte Sun. "Wir hätten es nicht gewusstdas ohne diese neue Technik. "
Aber Sun möchte seine Arbeit nicht auf die einfache Untersuchung von Krebszellen beschränken. Er glaubt, dass seine Forschung potenzielle neue Behandlungen anbieten könnte.
"Sie können sich vorstellen, ganze Schwärme dieser Nano-Bots einzubringen und sie zu verwenden, um entweder einen Tumor zu verhungern, indem Sie die Blutgefäße in den Tumor blockieren, oder ihn direkt durch mechanische Ablation zu zerstören", sagte Sun.Weg zur Behandlung von Krebserkrankungen, die gegen Chemotherapie, Strahlentherapie und Immuntherapie resistent sind. "
Die Forschung ist keineswegs bereit für den klinischen Einsatz, aber Sun und sein Team beginnen bereits mit Tierversuchen.
"Es ist noch keine fantastische Reise", sagte er in Bezug auf den Science-Fiction-Film von 1966, in dem Eine U-Boot-Besatzung wird auf mikroskopische Größe geschrumpft, um sich in einen menschlichen Körper zu wagen. .
"Aber wir haben eine beispiellose Genauigkeit bei der Positions- und Kraftkontrolle erreicht. Das ist ein großer Teil dessen, was wir brauchen, um dorthin zu gelangen, also bleiben Sie dran!"
Ihre neuesten Studie erscheint heute in Wissenschaftsrobotik.