Hal ini membantu - bahkan menyelamatkan nyawa - untuk mempunyai tanda peringatan sebelum sebuah sistem struktur gagal, namun, saat hanya sistem itu beberapa nanometer dalam ukuran, mempunyai tanda yang gampang dibaca yaitu sebuah tantangan. Sekarang, berkat sedikit cerdas desain molekul oleh University of Pennsylvania dan Universitas Duke bioengineers dan hebat kimia, peringatan tersebut sanggup tiba dalam bentuk perubahan warna yang sederhana.
Penelitian dilakukan oleh profesor Daniel Hammer dan mahasiswa pascasarjana Neha Kamat dan Laurel Musa dari Departemen Bioengineering di Penn Sekolah Teknik dan Sains Terapan. Mereka bekerja sama dengan profesor Ivan Dmochowski dan mahasiswa pascasarjana Zhengzheng Liao dari Departemen Kimia di Penn Sekolah Seni dan Ilmu Pengetahuan, serta profesor Michael Therien dan mahasiswa pascasarjana Jeff Rawson dari Duke.
Pekerjaan mereka diterbitkan dalam jurnal Proceeding of National Academy of Sciences.
Pekerjaan peneliti melibatkan dua molekul: porfirin, kelas pigmen alami terjadi, dan polymersomes, kapsul artifisial direkayasa yang sanggup membawa muatan molekul dalam interior berongga mereka. Dalam hal ini, Kamat dan Liao hipotesis bahwa polymersomes sanggup dipakai sebagai sensor stres bila membran mereka tertanam dengan jenis tertentu memancarkan cahaya-porfirin.
Para peneliti Penn bekerja sama dengan laboratorium Therien, dimana porfirin awalnya dikembangkan, untuk merancang polymersomes yang bertabur dengan cahaya memancarkan molekul. Ketika cahaya bersinar pada polymersomes ini diberi label, yang porfirin menyerap cahaya dan kemudian melepaskannya pada panjang gelombang tertentu, atau warna. Porfirin lab Therien itu memainkan tugas penting dalam memakai polymersomes sebagai stres sensor , alasannya konfigurasi dan konsentrasi mengontrol pelepasan cahaya.
"Ketika Anda paket ini porfirin dalam lingkungan terbatas, menyerupai membran polymersome, Anda sanggup memodulasi emisi cahaya dari molekul," kata Hammer. "Jika Anda menempatkan tekanan pada lingkungan terbatas, Anda mengubah konfigurasi porfirin, dan, alasannya rilis optik mereka terkait dengan konfigurasi mereka, Anda sanggup memakai rilis optik sebagai ukuran pribadi dari stres pada lingkungan."
Misalnya, polymersomes berlabel sanggup disuntikkan ke dalam anutan darah dan berfungsi sebagai proxy untuk tetangga sel-sel darah merah. Baik sebagai sel-sel dan polymersomes perjalanan melalui suatu penyumbatan arteri, misalnya, para ilmuwan akan sanggup lebih memahami apa yang terjadi pada membran sel darah dengan menciptakan kesimpulan dari pengukuran stres label.
Para peneliti dikalibrasi polymersomes dengan menundukkan mereka untuk beberapa jenis tegangan terkontrol - ketegangan dan panas, antara lain - dan mengukur perubahan warna mereka. Perubahan gradasi dari spektrum inframerah dekat, sehingga pengukuran harus dilakukan oleh komputer, bukan mata telanjang. Cepat memajukan teknologi pemindaian tubuh, yang memakai cahaya daripada magnet atau radiasi, sangat cocok untuk pendekatan ini.
Kemajuan lain dalam kedokteran sanggup bermanfaat, juga. Sebagai mutakhir pendekatan farmasi sudah memakai teknologi molekul yang sama, para peneliti 'porfirin sistem pelabelan sanggup diintegrasikan ke dalam obat-membawa polymersomes.
"Ini jenis alat sanggup dipakai untuk memantau dukungan obat, misalnya," kata Kamat. "Jika kita mempunyai cara untuk melihat bagaimana menekankan wadah dari waktu ke waktu, kita tahu berapa banyak obat telah keluar."
Dan, meskipun peneliti menentukan polymersomes direkayasa alasannya banyak sekali stres mereka sanggup bertahan, teknik pelabelan stres-sama segera sanggup diterapkan secara pribadi ke jaringan alami.
"Satu aplikasi masa depan untuk ini yaitu dengan memakai pewarna menyerupai ini porfirin tetapi meliputi mereka secara pribadi dalam membran sel," kata Kamat. "Tidak seorang pun telah melihat tegangan intrinsik dalam membran sehingga molekul-molekul ini akan tepat untuk pekerjaan itu."
0 komentar:
Posting Komentar