Sejtbefogó mikrorobotokat fejlesztettek ki szegedi kutatók

2024. 06. 28., 21:40

Az egyedi sejtek megfogásához szükséges apró eszközöket fejlesztettek ki a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont kutatói.

Az Advanced Materials folyóiratban megjelent tanulmány szerint a rugalmas mikrorobotok használatának fontos újdonsága, hogy a sejteket a megfogásukhoz nem szükséges semmivel sem kezelni, és a vizsgálat elvégzése után el is lehet engedni azokat.

Az egyedi sejtek vizsgálatát szolgáló eljárások, mint például az egysejt genomika, proteomika vagy a képanalízisen alapuló morfológiai jellemzés az elmúlt évtizedben a biológiai kutatások homlokterébe került. Ezekhez a vizsgálatokhoz azonban gyakran szükséges a sejteket megfogni, forgatni, olykor szállítani is, amire számos módszert dolgoztak ki az elmúlt évek során. A legmodernebb eljárások a sejtek méretéhez hasonló méretű mikrofogókat használnak, de léteznek nagyfrekvenciás elektromos teret alkalmazó eszközök, vagy a sejt környezetében lézeres melegítéssel lokális folyadékáramlást előidéző rendszerek is. Az optikai csipesz – amelynek megalkotását 2018-ban fizikai Nobel díjjal jutalmazták – ugyancsak ezen eszközök sorába illeszkedik, mint a sejtek nagy pontosságú mozgatására használható egyik leghatékonyabb módszer. Ilyen csipeszt lézernyaláb lefókuszálásával hoznak létre a kutatók, a nyaláb fókuszával mikrométeres objektumok, például egyes sejtek csapdázhatók. A sejtek megragadásának egy sokkal hatékonyabb módja azonban a hozzájuk rögzített piciny fogantyúkon keresztüli indirekt csapdázás, amivel a csapdaerő jelentősen megnövelhető és egyúttal elkerülhető az érzékeny sejtek intenzív fény okozta károsodása is. Ezeket a fogantyúkat – amelyek lehetnek egyszerű mikrogyöngyök, de összetettebb 3D eszközök is – erősen a sejthez kell kötni, amit többnyire valamilyen fiziko- vagy biokémiai eljárással érnek el. A fogantyúk használatának egyértelmű előnyei mellett a sejtek és a szerkezetek kezelése, valamint az a tény, hogy a fogantyúkat később nem lehet a sejtekről leválasztani, sokszor hátrányos lehet.

Erre a problémára dolgozott ki megoldást a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézetének Kelemen Lóránd vezette kutatócsoportja szlovák partnereikkel együttműködve, akik az egyedi sejtekhez átmenetileg rögzíthető, deformálható polimer mikroeszközök új családját fejlesztették ki, amelyek a sejtek megfogását bármiféle kezelés nélkül teszik lehetővé. Ezek az eszközök apró robotokként működnek, képesek megragadni, mozdulatlanul megtartani, forgatni, szállítani és végül elengedni a vizsgált sejteket. A lézeres polimerizációval készített szerkezetek deformálható részei akár 300 nanométer vékonyak is lehetnek, így optikai csipesszel meg lehet őket hajlítani.

A kutatók az eljárásukban rejlő lehetőségeket háromféle struktúrán keresztül mutatták be, amelyeket három különböző sejtmanipulációs feladathoz terveztek.
– Az első egy sejtszállító eszköz, amely mikrofluidikai környezetben, az ott található sok sejt közül képes egyet megragadni, elszállítani, majd végül elengedni, anélkül, hogy azt a legkisebb erővel is összeszorítaná. A szerkezet két félgömbből áll, amelyek körülbelül kétszer akkorák, mint a sejt, és csipesszel szétnyitva kényelmesen körbefogják azt.
– A második típus arra szolgál, hogy a sejtet a mikroszkópos képalkotáshoz mozdulatlanul tartsa. Hatalmas előnye, hogy vele a sejt szabadon elforgatható, ezáltal arról tetszőleges irányból lehet mikroszkópos felvételeket rögzíteni. A mikroeszköz képességeit a 3D fluoreszcencia képalkotás felbontásának javításával demonstrálták.
– A harmadik típusú mikrorobot tulajdonképpen egy szerkezetpár, amelyet nagyon pontosan kontrollált módon előidézhető sejt-sejt kölcsönhatásokhoz terveztek. A pár egyik tagja az egyik sejtet tartja szilárdan, a másik, optikai csipesszel mozgatott szerkezet pedig a másik sejtet manőverezi az elsőhöz, végül egymáshoz nyomja őket. Ezzel az eljárással a kölcsönhatás kezdete másodperc pontossággal meghatározható, ellentétben azokkal a kísérletekkel, ahol a kölcsönhatás egy kémcsőben a sejtszuszpenziók egyszerű összekeverésével véletlenszerűen indul be. Az eszközökkel így lehetővé válik a két sejt reakciójának pontos időbeli követése, ami elengedhetetlen működésük részleteinek feltárásához akár molekuláris szinten is.

A kutatók szerint a bemutatott optikai csipeszen és a specifikusan a feladathoz tervezett mikroeszközökön alapuló módszer lehetővé teszi a nem letapadó egyedi sejtek korábbiaknál hatékonyabb vizsgálatát, és igazolja, hogy a rugalmas anyagokon alapuló mikrorobotika hatalmas potenciállal rendelkezik a biológiai alkalmazásokban is – olvasható a HUN-REN összefoglalójában.

A mikrorobotok különleges mozgásáról egy videó is látható az X-en.

Ha tetszett a cikk, kövesse az ÜZLETEMET
a Facebookon!

Még több friss hír

2024. 07. 16., 15:40
Az inflációérzékelés továbbra is jelen van hazai vállalkozásoknál, miközben a munkaerőpiaci hangulat tartósnak látszik. Talán a beruházások volumene is visszaáll az egy évvel ezelőtti szintre – hangzott el a Vállalkozók és Munkáltatók Országos Szövetsége (VOSZ) üzleti hangulat-indexének második negyedéves felmérésének eredményeit bemutató beszélgetésen.

  BIZNISZPLUSZ PODCAST

A szeptemberben induló qvik elektronikus fizetési alternatíva szolgáltatási díjtól és tranzakciós illetéktől mentesen, egyfajta átutalási formaként nyújthat kedvezőbb feltételeket a vevőknek, míg a boltok, webáruházak is jobban járnak vele – állítja ebben az epizódban Luspay Miklós. A Magyar Nemzeti Bank Pénzügyi infrastruktúrák és pénzforgalom igazgatóságának vezetője egyértelművé tette: az új rendszernek fontos célja a banki verseny élénkítése, amit kiválóan szolgálhat a bankkártyától független, számlák közötti, azonnali, biztonságos és olcsó fizetési megoldást kínáló qvik infrastruktúra. Hogyan teheti ez könnyebbé mindenki életét?
2024. 07. 03., 08:25
epizód: 2024 / 13   |   hossz: 20:51
Az OFA Nonprofit Kft. „Az év felelős foglalkoztatója” pályázat keretében évről évre összegyűjti és díjazza azokat a hazai munkáltatókat, akik kiemelkedő tevékenységet folytatnak a foglalkoztatás területén. A cég közzé is teszi azokat a jó gyakorlatokat, amelyek hozzájárulnak a terület fejlődéséhez. A díjakat, amelyekre 2024-ben július 19-ig lehet pályázni, öt kategóriában osztják ki: kisvállalkozások, középvállalkozások, nagyvállalatok I-II., illetve egyéb gazdálkodó szervezetek. Kiosztanak különdíjakat is, amelyek különösen érdekesek, hiszen gyakran olyan innovatív ötleteket takarnak, amelyeket nem feltétlenül a pénz motivált – mondta el Endrész Alexandra programvezető.
2024. 06. 17., 22:50
epizód: 2024 / 12   |   hossz: 24:28
Minden nyári szünetben diákok tízezrei jelennek meg a munkaerőpiacon, hogy pénzt gyűjtsenek és szakmai tapasztalatokat szerezzenek. A 25 év alattiak számára elérhető szja-kedvezmény révén sokan mentesülnek az adófizetés alól, ám a foglalkoztatás jogviszonya eltérő adózási kötelezettségeket róhat rájuk, amiből baj lehet, ha nem figyelnek rá. Horváthné Szabó Beáta, a Moore Hungary adótanácsadó szakértője nemcsak ezeket a szabályokat veszi sorra, de bemutatja az iskolaszövetkezeten keresztüli foglalkoztatás, valamint a külföldön tanuló vagy külföldi diákok hazai munkavégzésének kritériumait is.

  NÉPSZERŰ HÍREK

  Rovathírek: GUSTO

  Rovathírek: ATOMBUSINESS