Istraživački tim s Instituta za znanost u Tokiju, predvođen docentom Hayatom L. Mizunom i izvanrednim profesorom Yasutakom Anrakuom, uz suradnju profesora Gakua Fukuhare s Kyushu sveučilišta, objavio je rad o nanovezikulama modificiranima pirenom koje fluorescencijom reagiraju na hidrostatski tlak. Rezultati su objavljeni u časopisu ACS Applied Nano Materials.
Platforma se temelji na takozvanim PICsomima — polimernim mjehurićima koji se sami sastavljaju u vodi iz suprotno nabijenih polimera. Znanstvenici su njihove membrane kemijski umrežili pomoću EDC-a, čime su mogli podešavati krutost membrane, a veličinu vezikule zadržali na približno 100 nanometara. U membranu su potom ugradili molekule pirena kao probe osjetljive na tlak.
Mekše membrane, jači signal
Kad su molekule pirena razdvojene, fluoresciraju uglavnom kao pojedinačni monomeri na oko 380 nanometara. Pod tlakom se približavaju i tvore privremene parove, takozvane eksimere, koji emitiraju na oko 500 nanometara. Omjer eksimera i monomera tako postaje mjera tlaka.
Najmekše vezikule, krutosti 7,3 pN/nm, pokazale su najveću promjenu tog omjera u rasponu od 0,1 do 50 megapaskala, s osjetljivošću od 0,28 MPa⁻¹. Najkruće vezikule, krutosti 39 pN/nm, imale su osjetljivost od samo 0,02 MPa⁻¹. Pokazalo se i da više pirena znači više eksimera i bolju detekciju.
No kruće vezikule nisu beskorisne. One su pak pokazale izraženiju promjenu vremena života fluorescencije — do −0,09 ns/MPa u istom rasponu tlaka — što ih čini kandidatima za mikroskopiju snimanjem vremena života fluorescencije (FLIM).
„Važan aspekt naše platforme je da se ne oslanja na jedan mehanizam detekcije”, rekao je Mizuno. „Promjenom krutosti membrane možemo pristupiti različitim fluorescencijskim očitanjima.”
Autori predlažu da bi se Pyr-PICsomi jednog dana mogli koristiti za mjerenje lokaliziranog tlaka u tkivima, staničnim kulturama, uzorcima ex vivo i dubokomorskim organizmima. Kovalentno umrežavanje drži strukturu u slanoj vodi, a hidrofilni vanjski sloj štiti membranu u biološkim tekućinama.
Nadzor koji se prodaje kao znatiželja
Na prvi pogled riječ je o temeljnom istraživanju materijala. No primjene koje autori sami navode — mjerenje tlaka u tkivima i staničnim kulturama — zvuče bitno drugačije kad se stave u kontekst postojećih trendova.
Ista logika „biokompatibilnih, vodenotopljivih i robusnih” senzora već se godinama koristi za razvoj implantabilne dijagnostike i praćenja stanja organizma iznutra. Tko kontrolira te senzore, kontrolira i podatke. A podaci o tlaku unutar tkiva nisu samo fiziološka znatiželja.
Upravo zato ovo istraživanje treba promatrati s dozom opreza. Nije sporno da je mjerenje hidrostatskog tlaka na mikroskopskoj razini desetljećima bilo neriješeno — postojeći molekularni senzori muče se s topljivošću u vodi, nedovoljnom osjetljivošću u megapaskalnom području i praktičnim poteškoćama u biološkim uvjetima. To je stvarni problem i japanski tim ga je ozbiljno zahvatio.
Ali pitanje koje izvor ne postavlja glasi: zašto se sva napredna senzorska tehnologija danas razvija u smjeru koji omogućuje kontinuirano praćenje živih sustava? Dubokomorski organizmi, stanične kulture, tkiva — sve su to okruženja u kojima bi takav senzor bio izuzetno koristan onome tko želi mjeriti bez pristanka mjerenoga.
Ako se ovakvi senzori jednog dana nađu u medicini, hrani ili okolišu, građani moraju znati tko ih je odobrio, po kojim kriterijima i s kojim podacima raspolaže. Do tada, ovo ostaje zanimljiv laboratorijski rezultat — i još jedno upozorenje da znanost bez nadzora uvijek nekome služi.
0 komentara
Još nema komentara. Budite prvi.